GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES – Deutsche Sprache
„GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES“ ist die neue unabhängige Medienplattform für Energieversorgung, Effizienzsteigerung und alternative Energieträger und -speicher. In der Industrie gibt es nach wie vor ein hohes Potential, Energie einzusparen. Effizienz ist nicht nur für die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens wichtig, sondern zielführend und ressourcenschonend. Die Bedeutsamkeit von Effizienz, vor allem in der Energieerzeugung, welche Rolle dabei Wasserstoff, Industrieprozesse, die Ressourcen- und Kreislaufwirtschaft spielen, wie Energie gespeichert werden kann und vieles mehr finden Sie in der neuen GET. „GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES“ ist eine Publikation der PuK. Das Fachmedium wird 2023 in deutscher Sprache am 25. Mai und 7. November als Print- und Digitalausgabe und am 5. Juli und 29. November in englischer Sprache ausschließlich als digitale Ausgabe erscheinen.
„GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES“ ist die neue unabhängige Medienplattform für Energieversorgung, Effizienzsteigerung und alternative Energieträger und -speicher.
In der Industrie gibt es nach wie vor ein hohes Potential, Energie einzusparen. Effizienz ist nicht nur für die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens wichtig, sondern zielführend und ressourcenschonend.
Die Bedeutsamkeit von Effizienz, vor allem in der Energieerzeugung, welche Rolle dabei Wasserstoff, Industrieprozesse, die Ressourcen- und Kreislaufwirtschaft spielen, wie Energie gespeichert werden kann und vieles mehr finden Sie in der neuen GET.
„GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES“ ist eine Publikation der PuK. Das Fachmedium wird 2023 in deutscher Sprache am 25. Mai und 7. November als Print- und Digitalausgabe und am 5. Juli und 29. November in englischer Sprache ausschließlich als digitale Ausgabe erscheinen.
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Editorial<br />
Wasserstoff in der Atmosphäre<br />
Sehr geehrte Leserinnen und Leser,<br />
Sie wissen sicher, dass von der EU und Deutschland 6,2 Mrd. Euro in 62 Wasserstoffprojekte investiert werden. In diesen<br />
Projekten geht es im Wesentlichen um infrastrukturelle Aspekte in durchaus bemerkenswerter Leistungsgröße bis<br />
hin zur Erprobung oder der preiswerten Herstellung neuer Technologien. So sollen in der <strong>GET</strong> H 2 -Initiative verschiedene<br />
Industriebereiche in Niedersachsen auf Wasserstoff umgestellt und mit einer Pipeline verbunden werden. Ein weiteres<br />
Beispiel ist das AquaVentus-Projekt, in dem Elektrolysezellen an Offshore-Windkraftwerke angebaut und der Wasser<br />
stoff in Röhren zur Insel Helgoland geleitet und dort in LOHC eingespeichert und verschifft werden sollen. Ebenso gibt<br />
es einen Firmenverbund im Süden der Republik, der sich der preiswerten Herstellung von Brennstoffzellen widmet.<br />
Zugleich sollen der Gasverbrauch und die Lichtverschmutzung durch nächtliche Abschaltungen in größerem Ausmaß<br />
reduziert werden. Es kommen immer neue Ideen auf den Markt, die Prozesse effizienter ablaufen lassen, die Abfall<br />
als Rohstoffquelle nutzen oder die Pflanzenkrankheiten, wie den falschen Mehltau im Weinbau mit Pflanzenextrakten<br />
effektiver bekämpfen, als es Kupfer kann.<br />
Das heißt, es passiert schon viel, aber es tut auch not. Denn der Planet leidet. Vielfach fehlen aber auch die Ideen über<br />
das Wie. Eine Frage, die mir oft begegnet ist „Was kann ich tun?“. Ein wichtiger Aspekt für das Weiterkommen ist daher<br />
die Information. Aus diesem Grund haben wir uns entschlossen, genau diese Lücke, mit geeigneten Informationen,<br />
zu füllen.<br />
Sie halten nun die erste Ausgabe der <strong>GET</strong> <strong>–</strong> Green and Efficient Technologies in den Händen. Sie wird in diesem Jahr insgesamt<br />
zwei Mal erscheinen Darin wollen wir alle nachhaltigen Themen adressieren und zusammen mit unseren Autoren<br />
Lösungsansätze aufzeigen. Es soll eine Zeitschrift sein, die zur Diskussion anregt und Spaß macht.<br />
Wir hoffen daher, Sie finden in dieser neuen Publikation viele Anregungen, die Sie in Ideen umsetzen können. Das ist<br />
nötig, denn die Aufgabe, die vor uns steht ist groß und braucht viele Menschen. Und wenn Sie eine Idee mit uns diskutieren<br />
wollen, so stehen wir gerne dafür bereit.<br />
Herzliche Grüße<br />
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker<br />
Prof. i.R., Berater in Wasserstoff- und Energiefragen<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
3
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Titel<br />
Millionen für Klimaschutz und Nachhaltigkeit<br />
Bei NETZSCH Pumpen & Systeme beginnt der Gedanke an den<br />
Umweltschutz schon vor dem Werkstor. Aus einem Brunnen<br />
wird Wasser entnommen, das über ein Leitungsnetz zur neuen<br />
Montagehalle geführt wird. Je nach Bedarf wird die Wassertemperatur<br />
dazu genutzt, die Halle zu wärmen oder kühlen.<br />
Das spart Energie. Mit dem Neubau in Waldkraiburg setzt die<br />
NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH neue Maßstäbe in Bezug<br />
auf Klimaschutz und Nachhaltigkeit. Der globale Spezialist für<br />
komplexes Fluidmanagement hat sich als Ziel gesetzt, bis 2045<br />
vollständige Klimaneutralität zu erreichen.<br />
Inhalt<br />
Editorial<br />
Wasserstoff in der Atmosphäre 3<br />
Leitartikel<br />
Die Wasserstoffgesellschaft 6<br />
Titelgeschichte<br />
Millionen für Klimaschutz und Nachhaltigkeit 12<br />
Aus der Forschung<br />
Wasserstoff-Inselnetz der Hochschule Ansbach 14<br />
Pumpen und Systeme<br />
sera macht Meerwasser trinkbar 18<br />
Kompressoren und Systeme<br />
Wasserstoff: Der Schlüssel zur emissionsfreien Zukunft? 22<br />
Mit Biomethan als Kraftstoff <strong>–</strong> Klimaschutz wirtschaftlich gestalten! 24<br />
Komponenten<br />
Bipolarplatten und die mehrstufige CellForm ® -Technologie 28<br />
Überfluss richtig genutzt <strong>–</strong> Power-to-Heat 30<br />
Großes Rad, kleiner Fußabdruck 32<br />
Elastomerdichtungen im Einsatz mit biogenen Medien 34<br />
Messen und Veranstaltungen<br />
FILTECH 38<br />
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte 40<br />
Markenzeichenregister 48<br />
Inserentenverzeichnis 50<br />
Impressum 50<br />
4<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
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Leitartikel<br />
Die Wasserstoffgesellschaft<br />
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker<br />
Wasserstoff ist derzeit das Wort, das<br />
mir in meiner beruflichen Tätigkeit<br />
bisher am häufigsten begegnet ist,<br />
wobei man das Titelwort dieses Aufsatzes<br />
kaum mehr hört. Zuviel essenzielle<br />
Fragen der Energieversorgung<br />
und die Umstellung der Industrie auf<br />
Wasserstoff und wo man ihn preiswert<br />
herbekommt, sind die bestimmenden<br />
Themen. Und schon hört<br />
man wieder über den Wettbewerb.<br />
Zuerst waren 2 €/kg publiziert, schon<br />
will Australien für 1,5 €/Kg Wasserstoff<br />
liefern. Die Transportform ist<br />
immer Ammoniak und für die Chemie<br />
ist das ein guter Grundstoff für verschiedene<br />
Chemikalien. Außerdem<br />
gelingt es mittlerweile auch gut, den<br />
Wasserstoff mit einem Energieeinsatz<br />
wieder abzuspalten (1) und in Reinform<br />
zur Verfügung zu stellen. Auch<br />
die Abtrennung von Wasserstoff,<br />
der z.B. Erdgas beigemischt durch<br />
Pipelines geschickt wurde, gelingt<br />
nun mit Membrantechnik sehr gut<br />
(2). Das heißt, Import und Transport<br />
scheinen gelöst, zumal wohl 90% unserer<br />
Erdgasleitungen in Deutschland<br />
für Wasserstoff und Wasserstoffbeimischungen<br />
unempfindlich sind.<br />
Natürlich sind Länder in Äquatornähe<br />
für die Wasserstoffproduktion<br />
solar begünstigt und der Energieimport<br />
scheint deshalb auch<br />
sinnvoll zu sein. Was aber manchmal<br />
fehlt, ist die Diskussion über Wirkungsgrade<br />
und die Klimaschädlichkeit<br />
von Wasserstoff. So verbleibt<br />
beispielsweise die Wärme, die für die<br />
Ammoniakproduktion erzeugt wird,<br />
und auch viel Abwärme erzeugt, ungenutzt<br />
im Produktionsland. Der Bilanzwirkungsgrad<br />
dürfte unter 50%<br />
liegen. Das heißt aber auch, dass<br />
zwar das Ammoniak preiswert ist,<br />
aber das Klima in gleicher Weise leidet,<br />
als würden wir ihn hier produzieren.<br />
Hinzu kommt aber noch ein Aspekt,<br />
der auch kaum diskutiert wird.<br />
Wird Wasserstoff an die Atmos phäre<br />
entlassen, so steigt er nach oben.<br />
Dort findet er in der Troposphäre von<br />
der Sonne gecracktes Methan, das er<br />
wieder repariert und so für ein weiteres<br />
Jahr seine Schädlichkeit ausleben<br />
kann. Oder das Hydroxidion, das<br />
ebenfalls von der Sonne aus Wasser<br />
hergestellt wurde, wird wieder Wasser<br />
und verliert genauso wie das troposphärische<br />
Ozon seine reinigende<br />
Wirkung auf die Atmosphäre. Aber<br />
auch in der Stratosphäre, besonders<br />
im Polbereich und unterstützt durch<br />
die Polwinde, wird Ozon abgebaut<br />
und zu Wasser gewandelt. Mehr Bewölkung<br />
könnte eine Folge sein. Wir<br />
greifen also auch mit Wasserstoff in<br />
das Klima ein. Daher sollte er nicht<br />
in die Atmosphäre gelangen. Das<br />
heißt, wir sollten es dieses Mal richtig<br />
machen und zugleich sehr gute<br />
Energie- und Wirkungsgradbilanzen<br />
anstreben.<br />
Maximale Wirkungsgrade als<br />
Gesellschaftsziel<br />
Das heißt, wir sollten auf Wirkungsgrade<br />
achten. Wird Wasserstoffgas<br />
auf ca. 350 bar verdichtet, so kostet<br />
diese Verdichtung etwa 20% des Energieinhalts<br />
des Wasserstoffs. Eine<br />
Tankstellenversorgungskette (Verdichten,<br />
Transportieren, Umfüllen,<br />
Kühlen auf -40°C, Komprimieren<br />
auf 700 bar) hat so betrachtet einen<br />
Bilanzwirkungsgrad von gerade mal<br />
ca. 20<strong>–</strong>30 %. Nimmt man an, dass<br />
das Auto mit einer PEM-Brennstoffzelle<br />
ausgestattet ist, so ist deren<br />
Wirkungsgrad ca. 50%. Also bringen<br />
wir gerade einmal 10 bis 15 % der<br />
Wasserstoffenergie auf die Straße!<br />
So sollten wir mit dem zukünftigen<br />
Energieträger nicht umgehen. Wasserstoffgas<br />
sollte also nicht wie Öl<br />
transportiert werden müssen. Zumal<br />
bei jedem Transport Unfall- oder<br />
Leckgefahr besteht und Pipelines<br />
kann man nicht überall hin verlegen.<br />
Das heißt aber auch, dass, obwohl<br />
Toyota nun eine Wechselkartusche<br />
auf den Markt gebracht hat, der Fahrzeugmarkt<br />
mittelfristig von Batterien<br />
dominiert werden wird, weil damit<br />
der Gesamtwirkungsgrad deutlich<br />
besser ist und die Batterieentwicklung<br />
neue lithiumarme- oder lithiumfreie<br />
und zugleich speicherdichtere<br />
Bauarten (z.B. Feststoffoxidbatterien,<br />
Nanobatterien) in Aussicht stellt. Wir<br />
reden also nur noch über Wasserstoff<br />
im Zusammenhang mit der Industrie,<br />
die ihn für Prozesse und chemische<br />
Produkte braucht. Da Strom<br />
die edelste Energieform ist, wird alles<br />
andere, was geht, mit Strom erledigt<br />
und Wasserstoff nur ein Umwandlungsprodukt<br />
von Strom ist. Alles<br />
andere ist dann Energiespeicherung<br />
in Überflusszeiten für Mangelzeiten.<br />
Wasserstoff auch im Inland<br />
produzieren?<br />
Trotzdem muss die Frage gestellt<br />
werden, ob wir grundsätzlich alles<br />
importieren wollen oder ob es auch<br />
lohnen könnte, hier in Mitteleuropa<br />
Wasserstoff zu produzieren. Da<br />
Strom, der Grundstoff für Wasserstoff,<br />
künftig aus der Fläche kommt,<br />
könnte jeder Wasserstoff produzieren,<br />
sofern er über ein Dach oder<br />
eine andere nutzbare Grundfläche<br />
oder Fläche verfügt. Es hat sich gezeigt,<br />
dass 10 KWp PV für ein Einfamilienhaus<br />
(4 Personen) durchschnittlich<br />
für das ganze Jahr ausreichen<br />
würden, würde sie über einen Speicher<br />
verfügen. Betrachtet man noch,<br />
dass die PV-Wirkungsgrade noch weiter<br />
steigen werden (heute 20% in wenigen<br />
Jahren 24<strong>–</strong>40%), so verstärkt<br />
dies diese Ressource. Also könnten<br />
sich Dörfer und vielleicht auch Kleinstädte<br />
künftig selbst versorgen. Natürlich<br />
nicht ohne Speicher, denn der<br />
PV-Ertrag ist im Winter immer deutlich<br />
kleiner als im Sommer. Dieser<br />
Speicher muss sicher sein, darf nicht<br />
brennen, nicht giftig sein und muss<br />
leicht handhabbar sein. Ein solcher<br />
6<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
WIE EFFIZIENT IST<br />
IHRE WASSERSTOFF-<br />
VERDICHTUNG?<br />
Die Zukunft der Wasserstoffverdichtung mit innovativen,<br />
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Leitartikel<br />
Speicher ist das LOHC auf der Basis<br />
des Butyltoluols oder Dibenzyltoluols<br />
(es kann selbst mit Schweißbrennern<br />
nicht entflammt werden) oder<br />
der Magnesium-Hydrid-Speicher von<br />
Fraunhofer (Dresden). Beide sind<br />
vergleichbar speicherdicht (LOHC<br />
2,1 KWh/Kg, MgH 2 1,6 KWh/Kg). Die<br />
LOHC braucht Wärme, um den Wasserstoff<br />
herauszulösen, während auf<br />
das Magnesium-Hydrid nur Wasser<br />
getropft werden muss, um den Wasserstoff<br />
frei zu bekommen. Letzteres<br />
ist aber eher brennbar, hochviskos<br />
und daher schwer zu pumpen.<br />
Daher ist dieses Speichermedium<br />
eher für kleine Einheiten geeignet,<br />
wo vorab gefüllte Kartuschen eingesetzt<br />
werden können. Der Nachteil<br />
dieser Speichermedien ist, dass beim<br />
Einspeichern immer zentral, also in<br />
einer professionellen Einspeisestelle,<br />
Abwärme entsteht, die man unbedingt<br />
nutzen sollte, aber die Speicherung<br />
im Magnesium-Hydrid nicht<br />
Zuhause durchführen kann. Im Wirkungsgrad<br />
Strom zu Strom sind beide<br />
vergleichbar. Man muss also nur unterscheiden,<br />
welche Methode zu welchem<br />
Prozess und welcher Anwendung<br />
besser passt. Also verfügen wir<br />
über Speichermethoden, die uns helfen,<br />
eine Wasserstoffgesellschaft zu<br />
realisieren.<br />
Geräte für den Wandel<br />
Im Kern der Wasserstoffgesellschaft<br />
stehen die Elektrolyse- und Brennstoffzellen.<br />
Derzeit sind die mit<br />
Polymer-Exchange-Membran (PEM)<br />
die häufigsten eingesetzten Typen.<br />
Die für den „Hausgebrauch“ bessere<br />
Technik scheint aber die Feststoffoxid-Brennstoffzelle<br />
zu sein. Diese<br />
kann sowohl als Brennstoffzelle als<br />
auch Elektrolysezelle betrieben werden.<br />
Sie kann also Wasserstoff als<br />
auch daraus Strom erzeugen. Der<br />
Wechsel der Betriebsart hat sogar<br />
den Vorteil einer längeren Lebensdauer<br />
des Gerätes. Diese Gerätetechnik<br />
hat den Vorteil, dass sie einen<br />
sehr guten Wirkungsgrad hat und<br />
zugleich eine hohe Abwärmetemperatur.<br />
Mit dieser Abwärme kann der<br />
Wasserstoff aus der LOHC herausgelöst<br />
werden (Abb. 1, Winterbetrieb,<br />
patentiert). Verfügt z.B. ein Hausbesitzer<br />
über ein solches Gerät, könnte<br />
Zuhause Wasserstoff produziert werden<br />
(Abb. 1, Sommerbetrieb). Also<br />
könnte man im Sommer Energie von<br />
der Photovoltaik in Wasserstoff wandeln<br />
und in LOHC einspeichern, um<br />
im Winter über die LOHC und mit Hilfe<br />
der Brennstoffzelle damit Strom<br />
zur Verfügung zu haben. Der Hydrier-<br />
Apparat dafür ist einfach zu bauen.<br />
Wie also könnte eine solche Wasserstoffgesellschaft<br />
aussehen? Zweifellos<br />
vielerorts kleinteilig und mit einer<br />
dezentralen Struktur. Jedoch muss<br />
auch unterschieden werden, wo welcher<br />
Energiebedarf besteht.<br />
Großindustrie<br />
Da die Stromversorgung solcher Firmen<br />
heute funktioniert, wird sie auch<br />
in Zukunft funktionieren. Wenn ein<br />
stofflicher Bedarf für Wasserstoff z.B.<br />
bei der Chemie besteht, dann profitiert<br />
diese mit Sicherheit am meisten<br />
von den Ammoniakimporten. Je näher<br />
die Produktion an der stofflichen<br />
Nutzung von Ammoniak oder Wasserstoff<br />
liegt, desto mehr profitiert<br />
sie. Die maschinenbauliche Industrie<br />
hingegen braucht bevorzugt Strom,<br />
der sicher zum großen Teil von den<br />
Windfeldern kommt. Trotzdem sollte<br />
die gesamte Industrie auch PV aufs<br />
Dach bauen und damit eine gewisse<br />
Selbstversorgung anstreben. Ein Teil<br />
des Stromes könnte auch als Strom<br />
oder Wasserstoff oder eingespeicherter<br />
Wasserstoff aus der Umgebung<br />
(PV) kommen und so für eine<br />
gewisse Versorgungssicherheit sorgen.<br />
Ein Teil der nötigen Prozesswärmen<br />
könnten auch so erzeugt werden,<br />
dass der Strom von privat zur<br />
Abb. 1: SOFC-Brennstoff-Elektrolysezelle mit der aus LOHC Wasserstoff herausgelöst und anschließend direkt verstromt (Winterbetrieb), aber<br />
auch Wasserstoff produziert werden kann (Sommerbetrieb): A Anode, E Elektrolyt, K Kathode. (patentiert)<br />
8<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Leitartikel<br />
Industrie geliefert wird und dort damit<br />
Wasserstoff erzeugt und eingespeichert<br />
wird, um die Abwärmen<br />
(Elektrolyse und Hydrierung) zu nutzen.<br />
Die LOHC könnte dann wieder<br />
an privat geliefert werden, um<br />
dort den Strom im Winter zu erzeugen<br />
(Abb. 1, links). In gewisser Weise<br />
sind so durchaus Synergien zwischen<br />
einem Industrieunternehmen<br />
und seiner Umgebung denkbar, was<br />
auch zu einer besseren Identifikation<br />
der Bevölkerung mit dem Unternehmen<br />
führen würde. Im Winter<br />
ist auch noch die Wärmegewinnung<br />
aus reinem Sauerstoff (den wir zukünftig<br />
viel zur Verfügung haben werden)<br />
und brennbaren Abfallstoffen<br />
(Klärschlamm, Altholz,…) eine Möglichkeit<br />
sowohl um Strom oder auch<br />
damit Wasserstoff oder auch nur<br />
Wärme zu erzeugen. Zugleich gibt<br />
es Wärmepumpentechniken, die bis<br />
zu 300°C Vorlauftemperatur liefern<br />
können. Damit sind Wärmepumpen<br />
für die Prozesstechnik nun auch eine<br />
Alternative.<br />
Dezentrale Kleinindustrie<br />
Die Kleinindustrie oder auch Mittelstand<br />
genannt, ist im ganzen Land<br />
verteilt und stellt einen wesentlichen<br />
wirtschaftlichen Stabilitätsfaktor dar.<br />
Aber auch hier sollte PV überall aufs<br />
Dach. Je nach Gebäudehöhe könnten<br />
auch Kleinwindräder sinnvoll sein.<br />
Der fehlende Teil des Stroms im Sommer<br />
wird von den Nachbarn aus dem<br />
größeren Umkreis geliefert. Je nach<br />
Produktart und genutzter Prozesstechnik<br />
kann die Wärme, die bei der<br />
Wasserstofferzeugung und Einspeicherung<br />
genutzt werde, oder es muss<br />
etwas gebaut werden, das die Wärme<br />
nutzt (im ländlichen Raum z.B. Destillation,<br />
Bäckerei,…). Im Falle der Wärmenutzung<br />
heißt das, dass im Winter<br />
die Wärme dann nicht mehr ausreicht,<br />
dann könnte man auch hier den<br />
Sauerstoff vom Sommer speichern<br />
(leichter als Wasserstoff speicherbar)<br />
und im Winter durch Verbrennungsprozesse<br />
mit reinem Sauerstoff (mindestens<br />
600°C heißer) dann Wärme<br />
herstellen. Eine weitere Quelle entsteht<br />
beim Herauslösen des Wasserstoffs<br />
aus der LOHC, die den fehlenden<br />
Strom im Winter erzeugen<br />
kann. Für die Ergänzung der Wärme<br />
wäre auch hier eine Wärmepumpe<br />
eine gute Lösung (s.o.).<br />
Wird im Winter nur Wärme zum<br />
Heizen gebraucht, könnte eine Wärmepumpe<br />
auch für die Gesamtheizung<br />
zum Einsatz kommen. Der<br />
Strom dafür und für die Infrastruktur<br />
könnte von der winterlichen Restsonne<br />
oder aus dem im Sommer überall<br />
gespeicherten LOHC kommen.<br />
Auch hier sind Synergien mit der<br />
Umgebung denkbar (Umliegende<br />
Häuser liefern im Sommer Strom<br />
in die Firmen und bekommen beladenes<br />
LOHC im Winter zurück), die<br />
mit Sicherheit positiv auf das Zusammenleben<br />
wirken könnten.<br />
Wohnhäuser und Wohngebiete<br />
Kernstück einer solchen Versorgung<br />
sind die Elektrolyse- und Brennstoffzellen<br />
(Abb. 1). Diese sind derzeit<br />
noch sehr teuer, aber ein erster<br />
Schritt könnte die SOFC-Technik<br />
(Feststoffoxid) sein. Da diese sowohl<br />
als Brennstoff (B), als auch als Elektrolysezelle<br />
(E) betrieben werden<br />
können, ist die Investition halbiert.<br />
Und wenn diese serientauglich entwickelt<br />
sein wird, wird auch der Preis im<br />
akzeptablen Rahmen sein. Der Wechsel<br />
von E auf B und zurück hat den<br />
Vorteil, dass die Zelle länger lebt und<br />
damit weiter die Kosten senkt. Sie hat<br />
durchaus Wirkungsgrade von Wasserstoff<br />
zu Strom von 60 % bis 80%,<br />
daher natürlich auch eine Abwärme<br />
im Temperaturbereich bis 1000 °C.<br />
Richtig genutzt, kann man damit jede<br />
Temperatur unter 1000°C erreichen,<br />
so auch die Heißwassererzeugung,<br />
für das Kochen oder die Heizung. Für<br />
letztere ist aber die Energiemenge<br />
nicht groß genug, brauchen wir doch<br />
mindestens das Dreifache an Wärmeenergie<br />
als Strom. Man könnte mit<br />
der SOFC-Technik Strom und Heißwasser<br />
erzeugen (Winter) und auch<br />
Wasserstoff (Sommer). Für die Heizung<br />
benötigen wir aber weitere<br />
Quellen oder Maßnahmen.<br />
Der erste Schritt wäre die Verbesserung<br />
der Isolation der Wohneinheit.<br />
Der Gewinn, der damit relativ<br />
leicht möglich ist, liegt durchaus<br />
im Bereich von mindestens 60% Heizöleinsparung.<br />
Der nächste Schritt<br />
oder auch der einzige Schritt wäre<br />
eine Wärmepumpe. Hier empfehle<br />
ich eine Erdwärmepumpe, die einen<br />
COP-Wert (Coefficient of Performance-Verhältnis<br />
Wärmeenergie/<br />
Stromverbrauch) von größer 6 hat.<br />
Der Nachbar ärgert sich mit diesem<br />
Gerät nicht über das bei Luft/Luft-<br />
Wärmepumpen entstehende Geräusch.<br />
Hier sind mittlerweile Temperaturen<br />
bis 80°C möglich, das heißt,<br />
man kann auch normale Heizkörper<br />
damit versorgen (Abb. 2). Natürlich<br />
ist es auch denkbar, die Wärme aus<br />
einem Fernwärmenetz zu beziehen,<br />
das z.B. vom einem Energiezentrum<br />
Kläranlage gespeist wird.<br />
Das Einspeichern der Energie im<br />
Sommer ist einfach. Die B/E-Zelle erzeugt<br />
Wasserstoff und dieser wird<br />
eingespeichert. Im Winter reicht die<br />
Abwärme aus dem Brennstoffzellenbetrieb<br />
aus, um den Wasserstoff aus<br />
der LOHC zu lösen und dann zu verstromen.<br />
So ist grundsätzlich eine<br />
Abb. 2: Energieversorgungskonzept für Wohnhäuser und Wohngebiete im Falle einer<br />
autarken Lösung<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
9
Leitartikel<br />
Autarkie möglich. Was aber macht<br />
man im Sommer mit der Abwärme?<br />
Natürlich als Heißwasser oder auch<br />
zum Beheizen von Schwimmbädern<br />
nutzen. Es wird trotzdem noch Wärme<br />
übrigbleiben. Man könnte die<br />
Wärme in einen mobilen Wärmespeicher<br />
(Salz, Sand,…) bringen und diese<br />
Wärme dann Industrien verkaufen.<br />
Hier wäre die Zusammenarbeit mehrerer<br />
Nachbarn sinnvoll.<br />
Denn, betrachtet man den<br />
Preis im Verhältnis zur Größe einer<br />
B/E-Zelle dann zeigt sich, dass ein<br />
Verbundsystem zwischen 4 bis 5 Häusern<br />
sinnvoll ist. Derzeit gibt es zwei<br />
Hersteller solcher Geräte für den<br />
Hausgebrauch und beide haben 10<br />
KW-Geräte auf dem Markt oder in der<br />
Planung. Und je größer die Gemeinschaft<br />
ist, desto besser kann die Wärme<br />
auch verkauft werden. Die Grundlage<br />
für all dies ist eine PV-Anlage auf<br />
jedem Dach. Die Autarkie von Häusern<br />
ist also möglich.<br />
Innenstadt und Hochhausviertel<br />
Hat man keine Chance für solche Installationen<br />
(dichte Bebauung, Hochhäuser),<br />
dann muss die Wärme<br />
anderswo erzeugt und zugeleitet werden.<br />
Ist eine Kläranlage in der Nähe,<br />
könnte diese zum Energiezentrum<br />
aufbaut werden, dort Wasserstoff in<br />
LOHC eingespeichert und damit Wärme<br />
erzeugt und mit der Elektrolysenabwärme<br />
zusammen als Fernwärme<br />
den Wohngebieten zur Verfügung gestellt<br />
werden. Aber auch Firmen oder<br />
Rechenzentren haben oft Abwärme,<br />
die ungenutzt verloren geht. Hier bietet<br />
sich die Ankopplung und Nutzung<br />
in Kombination mit Wärmepumpen.<br />
Der Strom kann in den Wohngebieten<br />
in solchen Fällen mit Hilfe der<br />
Brennstoffzellen sichergestellt werden.<br />
Die LOHC könnte von der Kläranlage<br />
oder von Firmen die Wärme<br />
brauchen und dafür den selbst erzeugten<br />
oder aus der Umgebung gelieferten<br />
Wasserstoff einspeichern<br />
können, um die Abwärme zu nutzen.<br />
Abb. 3: Energieversorgungskonzept Mehrfamilienhäuser in der Innenstadt. Fernwärme meint<br />
hier jegliche Art von Quelle.<br />
Jedoch sollten auch solche Gebäude<br />
PV auf dem Dach haben und die<br />
Eigenversorgung so gut wie möglich<br />
damit abdecken (Abb. 3).<br />
Eine weitere Variante wären<br />
Firmen in der Nachbarschaft für<br />
Catering, Bäckereien, Holztrocknung,<br />
Destillationsprozesse,<br />
Kunststoffverarbeitung,<br />
usw... Diese könnten<br />
ebenfalls Wasserstoff einspeichern<br />
und die Abwärme vom Einspeichern<br />
und der Elektrolyse nach der Hochtemperaturnutzung<br />
zum Heizen zur<br />
Verfügung stellen. Außerdem kann<br />
man auch hier mit reinem Sauerstoff<br />
Reststoffe verbrennen und damit<br />
sehr hohe Temperaturen erzeugen,<br />
mit denen beliebige Prozesse erhitzt<br />
werden, oder wenn Wärme übrig ist,<br />
mit kleinen Dampfturbinen wieder<br />
Strom erzeugen können. Bei Bedarf<br />
kann diese Wärme auch als Fernwärme<br />
zur Verfügung gestellt werden.<br />
Falls nichts dergleichen da oder möglich<br />
ist, müsste etwas aufgebaut werden<br />
oder man bezieht klassisch Fernwärme.<br />
Soziale Chancen für die Gesellschaft<br />
Wie Sie hieran erkennen können,<br />
wird die Zukunft kleinteiliger und<br />
baut auf viel Eigenengagement und<br />
Zusammenarbeit, dies kann zu einer<br />
sozialen Befriedung von kritischen<br />
Stadtregionen führen. Aber es könnte<br />
noch viel weitergehen. So sollte die<br />
Chance bestehen, dass sich jeder an<br />
dem für ihn zuständigen Energiezentrum<br />
finanziell beteiligen kann, dann<br />
käme der Strom nicht aus der Steckdose,<br />
sondern aus dem eigenen Energiezentrum.<br />
Dies könnte genossenschaftlich<br />
organisiert sein, sollte aber<br />
auch immer einen Sozialfond beinhalten,<br />
der auch die Beteiligung weniger<br />
bemittelter Mitbürger zulässt. Ob<br />
der Anteil dann verkauft werden darf,<br />
muss die Genossenschaft entscheiden.<br />
Meine bisherigen Kalkulationen<br />
lassen den Schluss zu, dass wenn<br />
das System effizient ausgelegt und<br />
betrieben wird, für die Genossenschaftsmitglieder<br />
ein Gewinn möglich<br />
ist. Begreifen wir dies als Chance,<br />
könnten Meinungsverschiedenheiten<br />
durch den natürlich vorhandenen<br />
Gesprächszwang über den gemeinsamen<br />
Besitz überwunden werden<br />
und zugleich könnte man Menschen<br />
am Rande stehend zeigen, dass auch<br />
sie dazugehören.<br />
Literaturverzeichnis<br />
(1) Offshore Energy, 17. Mai 22. First<br />
ammonia cracker prototype turns<br />
zero-emission shipping into a reality<br />
(Sweden), Helbio, a subsidiary<br />
of Sweden-based energy system<br />
developer Metacon, has delivered<br />
the first “ammonia cracker” prototype<br />
to the Norwegian maritime<br />
technology company Pherousa<br />
Green Technologies.<br />
Wertschöpfungskette:<br />
(2) Energy 4.0, Jan 2022: Wasserstoff-<br />
Hochkonzentrierten<br />
Wasserstoff aus Erdgaspipelines<br />
extrahieren.<br />
Autor:<br />
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker,<br />
Prof. i.R., Berater in Wasserstoff- und<br />
Energiefragen<br />
10<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
NEU: DER<br />
ELEKTRISCHE<br />
DAMPFERZEUGER<br />
[GENERATION E]<br />
E320MX<br />
_ EFFIZIENT<br />
[CERTUSS PLUG & PLAY]<br />
_ KOMPAKT<br />
[PLATZSPAREND]<br />
_ MODULAR<br />
[LEISTUNG 10 BIS 320 KG/H]<br />
_ STARK<br />
[BETRIEBSDRUCK BIS 16 BAR]<br />
www.certuss-emx.com
Titelgeschichte<br />
In Waldkraiburg entsteht der NETZSCH Campus:<br />
Millionen für Klimaschutz und Nachhaltigkeit<br />
Der Gedanke an den Umweltschutz beginnt<br />
bei NETZSCH Pumpen & Systeme<br />
vor dem Werkstor. Aus einem Brunnen<br />
wird Wasser entnommen, das über<br />
ein Leitungsnetz zur neuen Montagehalle<br />
geführt wird. Je nach Bedarf wird<br />
die Wassertemperatur dazu genutzt,<br />
die Halle zu wärmen oder kühlen.<br />
Das spart Energie. Mit dem Neubau<br />
in Waldkraiburg setzt das Unternehmen<br />
neue Maßstäbe in Bezug auf<br />
Klimaschutz und Nachhaltigkeit. Der<br />
globale Spezia list für komplexes Fluidmanagement<br />
hat sich als Ziel gesetzt,<br />
bis 2045 vollständige Klimaneutralität<br />
zu erreichen.<br />
Einen entscheidenden Beitrag leistet<br />
hierbei der aktuell in der Endphase<br />
des Baus befindliche NETZSCH<br />
Campus in Waldkraiburg. Aber auch<br />
die Bestandsgebäude werden in den<br />
kommenden Jahren auf höchsten<br />
energetischen Standard gebracht.<br />
Raumklimatisierung im Neubau<br />
mittels Grundwasser<br />
„Wir können den gesamten Neubau<br />
ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe<br />
betreiben“, freut sich der Gesamtprojektleiter<br />
beim Pumpenhersteller. Zukünftig<br />
wird zum Heizen und Kühlen<br />
auf Grundwasser gesetzt. Dafür wurden<br />
in den vergangenen Monaten<br />
zwei Nutzungsbohrungen getä tigt,<br />
worüber zukünftig das Wasser mit<br />
einer Temperatur von circa sechs<br />
Grad Celsius aus einer Tiefe von 40 bis<br />
45 Metern gefördert wird. Mit einer<br />
Wärmepumpe wird das Grundwasser<br />
abgekühlt oder erwärmt, um die<br />
Gebäude entweder zu kühlen oder zu<br />
beheizen. Neben den Räumlichkeiten<br />
werden auch die technischen Anlagen<br />
mit dem Grundwasser gekühlt.<br />
Durch die innovative Raumklimatisierung<br />
spart das Unternehmen zukünftig<br />
250.000 kWh Erdgas und 320 Tonnen<br />
CO 2 im Jahr ein. Damit ist man<br />
zukünftig nicht nur unabhängiger,<br />
sondern trägt auch einen wichtigen<br />
Beitrag zum Klimaschutz bei.<br />
Campus Waldkraiburg:<br />
KfW-Standard 55<br />
Der komplette Neubau in Waldkraiburg<br />
entspricht dem KfW-Standard 55.<br />
Dies bedeutet, dass die Räumlichkeiten<br />
im Vergleich zum EnEV-Referenzgebäude<br />
mit 55 Prozent weniger<br />
Primärenergie auskommen. Der<br />
Transmissionswärmeverlust beträgt<br />
lediglich 70 Prozent. Dadurch ist der<br />
bauliche Wärmeschutz 30 Prozent<br />
besser. Primärenergiebedarf ist der<br />
maximale Energieverbrauch für Heizung,<br />
Warmwasser, Lüftung und Kühlung<br />
inklusive der gesamten Vorkette<br />
Abb. 2: Durch eine Umpflanzung wurde der<br />
Baumbestand auf dem Gelände trotz der<br />
Baumaßnahmen erhalten.<br />
(notwendige Energie bei Erzeugung<br />
und Lieferung). Anhand des Transmissionswärmeverlustes<br />
lässt sich<br />
erkennen, wie viel Wärme bei einem<br />
beheizten Haus über Wände, Fenster,<br />
Türen und Dach nach außen<br />
verloren geht. Zum Erreichen dieser<br />
exzellenten Werte tragen neben der<br />
Wärmepumpe sowie der Dämmung<br />
auch die spezielle Verglasung der<br />
Fenster bei.<br />
Optimierung der Logistik durch<br />
Werkszusammenlegung<br />
Abb. 1: Die verschiedenen Gebäude sind durch eine verglaste Brücke verbunden. Die spezielle<br />
Verglasung der Fenster trägt zum Eindämmen des Transmissionswärmeverlustes bei.<br />
Mit dem Neubau werden bei dem<br />
Pumpenhersteller in Waldkraiburg<br />
drei Standorte zu einem Campus zusammengelegt.<br />
Dadurch werden Prozesse<br />
und Logistik optimiert, wovon<br />
insbesondere die Kunden profitieren.<br />
Im Zuge der globalen Strategie strebt<br />
das Unternehmen mit dem Neubau<br />
eine Effizienzsteigerung sowie Reduzierung<br />
seiner Durchlauf- und Lieferzeiten<br />
an. Fahrten und Transporte<br />
zwischen den einzelnen Werken fal-<br />
12 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Titelgeschichte<br />
Abb. 3: Im Zuge des Neubaus findet auch eine energetische Renovierung von Bestandsgebäuden statt<br />
len zukünftig gänzlich weg. Dies<br />
optimiert nicht nur die Durchlauf-<br />
und Lieferzeiten, sondern<br />
trägt auch zu einer beachtlichen<br />
Einsparung an CO 2 bei.<br />
Photovoltaik für grünen Strom<br />
in Waldkraiburg<br />
Auch in puncto Eigenstromgewinnung<br />
setzt der Campus in Waldkraiburg<br />
neue Maßstäbe. Insgesamt<br />
werden 1.542 Photovoltaik-<br />
Module mit einer Gesamtanlagenleistung<br />
von 510 kWp angebracht.<br />
Damit kann ein nicht unerheblicher<br />
Teil des Strombedarfs abgedeckt<br />
werden, wodurch der Verbrauch<br />
von fossilen Ressourcen deutlich<br />
reduziert und somit das Klima<br />
geschützt wird.<br />
Renovierung von Bestandsgebäuden<br />
Im Zuge des Neubaus findet auch<br />
eine energetische Renovierung<br />
von Bestandsgebäuden statt. In<br />
den kommenden Jahren sollen<br />
alle Räumlichkeiten am entstehenden<br />
Campus auf höchsten<br />
Kfw-Standard gebracht werden.<br />
Neben der energetischen Renovierung<br />
werden dabei zusätzlich<br />
zahlreiche neue Anlagen und<br />
Maschinen mit möglichst geringem<br />
Stromverbrauch installiert.<br />
In Bereichen, in denen eine Beschaffung<br />
neuer Maschinen zum<br />
gegenwärtigen Zeitpunkt noch<br />
keinen Sinn macht, findet eine<br />
Kompensation statt. Dafür wurden<br />
bereits in der Vergangenheit<br />
insgesamt 8500 Quadratmeter<br />
Industrie-Brachflächen in ökologisch<br />
wertvolle Blumenwiesen<br />
umgewandelt.<br />
Darüber hinaus setzt das Unternehmen<br />
seit einiger Zeit auf Ökostrom,<br />
der aus erneuerbaren<br />
Energiequellen gewonnen wird.<br />
Durch die Umstellung auf Ökostrom<br />
werden pro Jahr 3619 Tonnen<br />
CO 2 eingespart.<br />
Das Unternehmen hat in den<br />
vergangenen Jahren bereits viel<br />
in Sachen Umweltschutz und<br />
Nachhaltigkeit unternommen.<br />
Als globaler Spezialist für komplexes<br />
Fluidmanagement produziert<br />
der Anbieter langlebige<br />
Investitionsgüter und unterstützt<br />
dank einem globalen Ersatzteilvertrieb<br />
und Service seinen nachhaltigen<br />
Ansatz.<br />
Erneuerung des Fuhrparks<br />
Abb. 4: Elektroautos stehen den Beschäftigten bereits zur Verfügung, die entsprechende<br />
Tankstation wird schon genutzt.<br />
Parallel zum Neubau findet auch<br />
eine Erneuerung des firmeneigenen<br />
Fuhrparks statt. Bereits<br />
jetzt stehen den Mitarbeitern<br />
zwei Elektroautos zur Verfügung.<br />
NETZSCH<br />
Pumpen & Systeme GmbH<br />
Waldkraiburg, Deutschland<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
13
Aus der Forschung<br />
Wasserstoff<br />
Wasserstoff-Inselnetz der Hochschule Ansbach<br />
Volatile Stromerzeugung glätten und grünen Strom planbar liefern<br />
Daniel Schultheiß, Dipl.-Ing. (FH) Dieter Jarosch, Prof. Dr.-Ing. Jörg Kapischke<br />
Die größte Herausforderung für die<br />
Energieversorgung der Zukunft liegt<br />
in der Speicherung großer Mengen<br />
nachhaltig erzeugten Stroms. Obwohl<br />
der Ausbau erneuerbarer Energiequellen<br />
noch weit davon entfernt<br />
ist, Länder wie Deutschland kohlendioxidneutral<br />
zu versorgen, kommt<br />
es bereits jetzt zur Abschaltung von<br />
Anlagen aufgrund zeitweiser Überproduktion.<br />
Strom privater Dachsolaranlagen<br />
lässt sich problemlos in<br />
Batteriespeichern zwischenpuffern.<br />
Für Solar- und Windparks im Megawatt-Maßstab<br />
ist die Speicherung in<br />
Batterien hingegen keine praktikable<br />
Lösung. Die Hochschule Ansbach<br />
hat einen innovativen Ansatz umgesetzt,<br />
mit dem Photovoltaik-Strom<br />
in Form von Wasserstoff zwischengespeichert<br />
wird. Dadurch können<br />
große Mengen an Strom auch über<br />
lange Zeiträume nahezu verlustfrei<br />
gespeichert werden. Die Anlage<br />
ist als autarkes Inselnetz ausgelegt<br />
und bei Bedarf mit dem öffentlichen<br />
Stromnetz koppelbar.<br />
Beschreibung der Inselnetzanlage<br />
Die Photovoltaikanlage der Hochschule<br />
Ansbach versorgt Labore<br />
mit Strom, erzeugt Wasserstoff und<br />
speist in das öffentliche Netz ein. Aufgrund<br />
der einfachen Skalierbarkeit<br />
der Anlage können die Labore stellvertretend<br />
für den Energiebilanzraum<br />
eines Gebäudes, Gewerbegebietes,<br />
Unternehmens oder Ortsteiles<br />
betrachtet werden. Die Gebäudeintegration<br />
der Photovoltaik-Anlage (1)<br />
mit ihren Wechselrichtern (2) ist im<br />
oberen Teil der Abbildung 1 dargestellt.<br />
Die Besonderheit der kohlendioxidneutralen<br />
Anlage ist das kombinierte<br />
Speichersystem, bestehend<br />
aus Batterie (4), Brennstoffzelle (5),<br />
Elektrolyseur (6) und Wasserstoffspeicher<br />
(7). Benötigen die Labore<br />
mehr Strom als die Photovoltaikanlage<br />
liefern kann, wird zunächst<br />
der Batteriespeicher entladen und<br />
gleichzeitig mit der Brennstoffzelle<br />
der gespeicherte Wasserstoff rückverstromt.<br />
Reicht das noch immer<br />
nicht aus, wird zusätzlicher Strom aus<br />
dem öffentlichen Netz bezogen. Produziert<br />
die Photovoltaikanlage mehr<br />
Strom als aktuell in den Laboren<br />
nachgefragt wird, lädt sich der Batteriespeicher<br />
auf und der Elektrolyseur<br />
erzeugt Wasserstoff. Steht mehr<br />
Strom zu Verfügung als Verbraucher,<br />
Batteriespeicher und Elektrolyseur<br />
aufnehmen, wird der Überschuss in<br />
das öffentliche Netz eingespeist. Die<br />
Kombination aus Batteriespeicher<br />
und Wasserstoff vereint die Vorteile<br />
beider Systeme und eliminiert deren<br />
Nachteile. Batteriespeicher sind in<br />
der Lage, große Strommengen aufzunehmen<br />
und abzugeben, allerdings<br />
während kurzer Zeiträume. Elektrolyseur,<br />
Brennstoffzelle und Wasserstoffspeicher<br />
können Strom über<br />
lange Zeiträume und in großen Mengen<br />
speichern und bereitstellen. Der<br />
Elektrolyseur, die Brennstoffzelle und<br />
der Wasserstoffspeicher sind nicht<br />
dafür ausgelegt, Erzeugungs- und<br />
Verbrauchsspitzen abzufangen. Die<br />
Vision, die mit der Demonstrationsanlage<br />
verfolgt wird, ist ein System<br />
vieler solcher autarken Anlagen, die<br />
dennoch miteinander vernetzt sind<br />
und bei Bedarf als Cluster operieren<br />
können. Wenn sich die Energiequellen<br />
der einzelnen Zellen unterscheiden<br />
(z.B. Wind, Sonne, Biogas), können<br />
sich die Systeme gegenseitig bei<br />
der Energiespeicherung und versorgung<br />
unterstützen.<br />
Mit der Demonstrationsanlage<br />
werden neben Verbrauchs- und Ertragsprofilen<br />
die Leistungsparameter,<br />
Zuverlässigkeit, Ausfallsicherheit,<br />
Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit<br />
untersucht.<br />
Beschreibung der Funktion<br />
Die Photovoltaik-Wasserstoff-Inselnetzanlage<br />
kann in zwei Betriebsarten,<br />
netzgekoppelt und netzunabhängig,<br />
betrieben werden. Eine<br />
Verbraucher<br />
< 2 kW<br />
Wechselrichter<br />
3 x 3,8 kWp<br />
(zur Netzeinspeisung)<br />
H2 Kompressor<br />
1 kW<br />
H2 Elektrolyseur<br />
4 kW max.<br />
~ AC<br />
Netzbildner<br />
(Bidirektionaler<br />
Batteriewechselträger)<br />
H2<br />
Wasserstoffspeicher<br />
2 x 50l, 200 bar, 1 x 87l 14 bar<br />
Brennstoffzelle<br />
1 kW<br />
= DC<br />
Abb. 1: Schema Photovoltaik-<br />
Wasserstoff-Inselnetzanlage<br />
Batteriekapazität<br />
48v, 280 Ah<br />
Anlagenkomponenten auf einen Blick:<br />
(1) Photovoltaik-Anlage mit Wechselrichter<br />
zur Netzeinspeisung (2): 38,7 kW<br />
Umschaltstation auf Inselnetzbetrieb<br />
(3) Inselnetzwechselrichter: 4,2 kW<br />
(4) Batteriespeicher: 8 kWh<br />
(5) Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle:<br />
1 kW<br />
(6) Polymerelektrolytmembran-Elektrolyseur:<br />
4 kW, 13,8 bar<br />
(7) Druckgasspeicherstation: 87 l, 13,8 bar;<br />
Druckgasspeicher: 50 l, 200 bar<br />
Wasserstoffkompressor: 200 bar<br />
14 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Aus der Forschung<br />
Wasserstoff<br />
Netzkopplung mit dem öffentlichen<br />
Netz kommt in Betracht, wenn mehrere<br />
Stromerzeugungszellen in regionaler<br />
Nähe zusammengeschlossen<br />
werden, um sich gegenseitig mit<br />
Strom über das öffentliche Netz zu<br />
stützen. Denkbar ist beispielsweise,<br />
dass bei hohem Solarstromaufkommen<br />
und Windflaute eine Photovoltaik-Stromerzeugungszelle<br />
eine<br />
Windkraft-Stromerzeugungszelle mit<br />
Strom beliefert. Ein einerseits grünes<br />
und andererseits stabiles Stromversorgungssystem<br />
ist somit realisierbar.<br />
Die Photovoltaik-Wasserstoff-<br />
Inselnetzanlage wird an der Hochschule<br />
Ansbach vorrangig netzunabhängig,<br />
also in der Inselnetz-Betriebsart<br />
untersucht. So sind praktische Tests<br />
von Energieversorgungsszenarien in<br />
einem gut abgegrenzten und zu untersuchenden<br />
Bilanzraum zu verschiedenen<br />
Jahres- und Tageszeiten über einen<br />
längeren Zeitraum möglich.<br />
Beschreibung der Anlagenkomponenten<br />
und Aufgaben<br />
Eine Inselnetzanlage mit Wechselstromversorgung,<br />
die nach Wunsch<br />
an das öffentliche Netz ankoppelbar<br />
ist, besteht aus unterschiedlichen<br />
Anlagenkomponenten mit verschiedenen<br />
Leistungsdaten. Basiskomponenten<br />
sind die Energieerzeuger, die<br />
Wechselrichter, der Netzbildner, das<br />
Stromnetz und gegebenenfalls Energiespeicher.<br />
Die speziellen Komponenten<br />
der vorgestellten Anlage haben<br />
festgelegte Aufgaben zu erfüllen.<br />
Die Photovoltaik-Anlage speist den<br />
Strom entweder über stromgeführte<br />
Wechselrichter (siehe Abbildung 1: (1)<br />
u. (2)) in das öffentliche Netz oder die<br />
zusammengeschalteten Solarmodule<br />
liefern den Strom für ein Wechselstromnetz,<br />
das über einen Netzbildner<br />
aufgebaut wird. Anlagenbauteile<br />
und Funktionen werden nachstehend<br />
beschrieben.<br />
1. Photovoltaikanlage und<br />
Solarmodule<br />
Die Photovoltaikanlage besteht aus<br />
insgesamt 180 Solarmodulen mit einer<br />
Gesamtfläche von 296 m² und<br />
einer Nennleistung von 38,7 kW<br />
(siehe Abbildung 1: (1)). Zehn dieser<br />
Abb. 2: Solarmodule auf dem Dach des Hochschulgebäudes<br />
Module sind jeweils zu einem Strang<br />
verschaltet. Die Ausrichtung der Anlage<br />
ist Richtung Süden bei 25° Neigung.<br />
Bei den polykristallinen Solarmodulen<br />
IBC 215P handelt es sich<br />
um Module mit jeweils einer Fläche<br />
von 1,64 m² und einer Nennleistung<br />
von 215 W bei einer Nennspannung<br />
von 28,7 V.<br />
2. Wechselrichter zur<br />
Netzeinspeisung<br />
Zwei der mit jeweils zehn Solarmodulen<br />
ausgerüsteten Stränge führen<br />
zu einem Wechselrichter (siehe Abbildung<br />
1: (2)). Der Wechselrichter<br />
hat die Aufgabe, den Gleichstrom der<br />
Solarmodule in einen 230-V-Wechselstrom<br />
umzuwandeln, der von allen<br />
üblichen technischen 230-Volt-<br />
Geräten nutzbar ist. Insgesamt neun<br />
Wechselrichter SB 3800 wandeln die<br />
Gleichspannung von zwei parallelgeschalteten<br />
Strings in die netzsynchrone<br />
Wechselspannung um und speisen<br />
diesen Wechselstrom entweder<br />
in das öffentliche Netz ein oder stellen<br />
ihn dem Inselnetz zur Verfügung.<br />
Die Wechselrichter arbeiten netzgeführt<br />
und benötigen die Wechselspannungsimpulse<br />
eines fremden<br />
Netzes, beispielsweise die des öffentlichen<br />
Stromnetzes, um eine netzidentische<br />
Spannung und Frequenz<br />
herzustellen. Die Wechselrichter sind<br />
mit einer Regelung ausgestattet, die<br />
abhängig von der gemessenen Netzfrequenz<br />
die Leistung verändert. Sobald<br />
beispielsweise eine Netzfrequenzerhöhung<br />
festgestellt und ein<br />
bestimmter Grenzwert überschritten<br />
wird, liefern die Wechselrichter eine<br />
geringere elektrische Leistung. Fällt<br />
die Netzfrequenz, findet eine zunehmende<br />
Leistungsabgabe aus dem<br />
Wechselrichter statt.<br />
Um trotz unterschiedlicher Einstrahlungen<br />
stets die maximale<br />
Leis tung aus den Solarmodulen zu<br />
Point-Tracker<br />
erzielen, ist ein Maximum-Power-<br />
(Maximal-Leistungspunkt-Suche)<br />
integriert. Beim Maximum-Power-Point-Tracking<br />
wird in<br />
bestimmten Zeiträumen der Innenwiderstand<br />
des Wechselrichters minimal<br />
geändert, wodurch sich gleichzeitig<br />
Spannung und Strom und<br />
damit die Leistung des Photovoltaik-Generators<br />
ändert. Erhöht sich<br />
diese, behält der Wechselrichter die<br />
neuen Spannungs- und Stromwerte<br />
bei. Kommt es dagegen zu einem<br />
Leistungsabfall des Photovoltaik-<br />
Abb. 3: Photovoltaik-Wechselrichter zur<br />
Netzeinspeisung<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
15
Aus der Forschung<br />
Wasserstoff<br />
Generators, arbeitet der Wechselrichter<br />
bis zum nächsten Messintervall wieder<br />
mit den ursprünglichen Werten.<br />
3. Inselwechselrichter als<br />
Netzbildner<br />
Ein Inselwechselrichter (siehe Abbildung<br />
1: (3)) ist für die Einhaltung der<br />
Netzspannung und Netzfrequenz auf<br />
der Wechselstromseite verantwortlich.<br />
Deshalb überwacht er die Abgabe<br />
der Leistung der Solarmodule an<br />
die angeschlossenen Verbraucher<br />
und Speicher. In jedem elektrischen<br />
Netz muss mindestens eine Spannungsquelle<br />
als Netzbildner eingesetzt<br />
werden, die stromgeregelte,<br />
netzgeführte Wechselrichter als Bezug<br />
für ihre eigene Einspeisung benötigt.<br />
Der Netzbildner Sunny Island<br />
4248 FC ist ein bidirektionaler, selbstgeführter<br />
Batteriewechselrichter.<br />
Auf der Wechselstromseite regelt er<br />
Spannung und Frequenz, Wirk- und<br />
Blindleistung (PAC,Max: 4,2 kW). Auf<br />
der Gleichspannungsseite arbeitet<br />
er als Batterieladegerät mit einer<br />
intelligenten Laderegelung sowie<br />
Leistungsbeschränkung der<br />
Solarmodule und einem sicheren Tiefentladeschutz<br />
durch Lastabwurf.<br />
Weil das Netz selbst keine Energie<br />
speichern kann, führt jedes Ungleichgewicht<br />
zwischen Erzeugung<br />
und Verbrauch zu einer Änderung<br />
der Netzfrequenz. Zur Aufrechterhaltung<br />
der Netzstabilität wird deshalb<br />
eine Batterie als Pufferspeicher benötigt.<br />
Übersteigt das Leistungsangebot<br />
der Solaranlage den Leistungsbedarf<br />
der Verbraucher, wird erst<br />
die Batterie geladen und anschließend<br />
bei vollem Pufferspeicher die<br />
netzgeführten Wechselrichter in ihrer<br />
Leistungsabgabe begrenzt. Der<br />
Netzbildner orientiert sich dabei an<br />
der Batteriespannung. Wird die zulässige<br />
Ladeschlussspannung (56,4 V)<br />
überschritten, wird die Netzfrequenz<br />
bis auf max. 52 Hz erhöht. Die netzführenden<br />
Wechselrichter registrieren<br />
diese Frequenzerhöhung und regeln<br />
ihre Leistung von 100 % ab 51 Hz<br />
bis auf 0 % bei 52 Hz herab. Wird dagegen<br />
die zulässige Entladeschlussspannung<br />
(43,2 V) unterschritten,<br />
werden die Verbraucher über einen<br />
Schutz vom Netz getrennt.<br />
4. Blei-Vlies Akkumulator<br />
Als kostengünstiger Puffer-Stromspeicher<br />
(siehe Abbildung 1: (4)), der<br />
schnell Energie aufnehmen und abgeben<br />
kann, dienen vier in Serie geschalteten<br />
Blei-Vlies-Batterien mit<br />
einer Gesamtkapazität von 280 Ah<br />
C10 und einem Gewicht von 436 kg.<br />
Aus diesem Batteriesatz können 28 A<br />
Strom über 10 Stunden lang entnommen<br />
werden. Für einen stationären<br />
Einsatz sind Gewicht und Volumen<br />
des Batteriesatzes nicht so relevant<br />
wie für die mobile Anwendung. In<br />
den Batterien wird Schwefelsäure als<br />
Elektrolyt eingesetzt. Beim Entladevorgang<br />
entsteht Bleisulfat, das sich<br />
beim Aufladen nicht vollständig wieder<br />
auflöst. Im Laufe der Zeit schwächen<br />
diese Rückstände die Leistung<br />
und verkürzen die Nutzungsdauer<br />
Abb. 5: Brennstoffzellen-Anlage<br />
des Speichers. Um diese Rückstandsbildung<br />
von Bleisulfat zu verringern,<br />
ist es erforderlich, den Ladevorgang<br />
zu hemmen. Ein Vlies unterstützt die<br />
Verzögerung, woher die Bezeichnung<br />
Blei-Vlies-Batterie stammt.<br />
5. Wasserstoff-Luft-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle<br />
Abb. 4: Brennstoffzelle mit Inselnetz wechselrichter<br />
Parallel zu den Batterien ist über<br />
eine Schutzdiode eine 1-kW-Wasserstoff-Luft-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle<br />
angeschlossen<br />
(siehe Abbildung 1: (5)). Für die Erzeugungsleistung<br />
von 1 Kilowatt benötigt<br />
die Brennstoffzelle 1 Normkubikmeter<br />
Wasserstoff pro Stunde. Das<br />
Aggregat soll die Batterien bei unzureichendem<br />
solaren Leistungsangebot<br />
unterstützen. Um dieses zu gewährleisten,<br />
läuft die Brennstoffzelle<br />
nur unterhalb einer Netzfrequenz<br />
von 50 Hz. Diese Frequenz stellt sich<br />
nachts oder auch tagsüber bei zu hohem<br />
Leis tungsbedarf der Verbraucher<br />
ein.<br />
Auf einen Lastsprung reagiert die<br />
Brennstoffzelle im Vergleich zu einer<br />
16 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Aus der Forschung<br />
Wasserstoff<br />
Blei-Batterie etwas langsamer. Sie<br />
benötigt mehr Zeit, um ihre Leistung<br />
an den Verbraucher anzupassen. Versorgt<br />
wird die Brennstoffzelle mit<br />
reinem Wasserstoff bei Atmosphärendruck.<br />
6. Wasserstoff-Polymerelektrolytmembran-Elektrolyseur<br />
Sämtlicher Überschuss an Solarenergie<br />
soll kurzfristig in Batterien<br />
und langfristig in Form von Wasserstoff<br />
gespeichert werden. Auch hier<br />
dient die Netzfrequenz als Informationsquelle<br />
über Energieerzeugung<br />
und -verbrauch. Die Wasserstoffproduktion<br />
wird über die Netzfrequenz<br />
geregelt. Oberhalb 51 Hz produziert<br />
der Elektrolyseur (siehe Abbildung<br />
1: (6)) das Wasserstoffgas mit seiner<br />
maximalen Leistung von 4 Kilowatt<br />
und begrenzt diese linear bis 50 Hz.<br />
Der Elektrolyseur produziert<br />
hochreinen 6.0 Wasserstoff bei<br />
einem Überdruck von 13,8 bar. Dafür<br />
benötigt er sehr reines Wasser<br />
(Reinstwasser: Leitfähigkeit < 10 -6 S/cm).<br />
Seine Produktionsrate beträgt 0,5<br />
Kubikmeter Wasserstoff pro Stunde.<br />
Die Leistungsregelung erfolgt über<br />
einen Massenstromregler am Produktwasserstoff-Ausgang,<br />
d.h. die<br />
Netzfrequenz steuert den Sollwert<br />
des Massenstromreglers. Der Elektrolyseur<br />
produziert Sauerstoff bei<br />
einem Überdruck von 2 bar. Dieser<br />
wird nicht genutzt und entweicht in<br />
die Umgebung.<br />
7. Wasserstoffspeicher<br />
Der produzierte Wasserstoff gelangt<br />
erst in einen Zwischendruckbehälter<br />
(87 l) und wird von dort mit einem<br />
Hubkolbenkompressor von 13,8 bar<br />
Abb. 7: Druckgasspeicher für Wasserstoff<br />
auf 200 bar in eine 50 l Druckgasflasche<br />
verdichtet (siehe Abbildung 1:<br />
(7)). Damit kein Sauerstoff in das Wasserstoffsystem<br />
gelangt, bestehen alle<br />
Rohrleitungen, Behälter und Armaturen<br />
aus Edelstahl. Auch steht das<br />
System ständig unter Druck und ist<br />
mit Rückschlagventilen abgesichert.<br />
Ausblick<br />
Neben Unternehmen, Kommunen<br />
und Gewerbegebieten bieten sich<br />
auch Rechenzentren, Behörden und<br />
Finanzdienstleister als Nutzer für<br />
wasserstoffbasierte Inselnetze an.<br />
Die letztgenannten sind maßgeblich<br />
auf eine lange unterbrechungsfreie<br />
Stromversorgung angewiesen.<br />
Das Wasserstoff-Inselnetz auf Basis<br />
erneuerbarer Energiequellen für ein<br />
öffentliches Gebäude wurde an der<br />
Hochschule Ansbach erfolgreich demonstriert.<br />
In abgelegenen Gebieten<br />
bietet dieses Inselnetzsystem eine<br />
hervorragende Alternative zu Systemen,<br />
die auf Dieselgeneratoren basieren,<br />
da es effizient, sauber und<br />
zuverlässig ist. Weitere Tests mit der<br />
Anlage werden sich darauf konzentrieren,<br />
Speichergrößen und Funktionsalgorithmen<br />
zu variieren, um<br />
Optimierungsansätze zu verifizieren.<br />
Die Effizienz des Systems kann<br />
hierbei verbessert werden. Verlässliche<br />
Modelle zur Dimensionierung<br />
eines Inselnetzsystems müssen weiterentwickelt<br />
werden. Basierend auf<br />
geeigneten Randbedingungen kann<br />
Wasserstoff als perspektivreicher<br />
Langzeitspeicher für überschüssige<br />
elektrische Energie dazu beitragen,<br />
neue Anwendungsfelder für diese<br />
vielversprechende Technologie zu<br />
erschließen.<br />
Daniel Schultheiß,<br />
Dipl.-Ing. (FH) Dieter Jarosch,<br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Kapischke<br />
Hochschule Ansbach<br />
Abb. 6: Polymerelektrolytmembran-Druckelektrolyseur<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
17
Pumpen und Systeme<br />
Meerwasserentsalzung<br />
sera macht Meerwasser trinkbar<br />
Marokko gehört zu den wasserarmen<br />
und vom Klimawandel stark<br />
betroffenen Ländern. Bevölkerungswachstum,<br />
fortschreitende<br />
Industrialisierung, die wachsende<br />
Tourismusbranche und die Landwirtschaft<br />
haben den Grundwasserspiegel<br />
in den vergangenen Jahren<br />
stetig absinken lassen. Große<br />
Meerwasserentsalzungsprojekte zur<br />
Trink wassergewinnung sollen der<br />
Trinkwasserknappheit entgegenwirken.<br />
sera Technik hilft dabei.<br />
Marokko, kulturelles, politisches und<br />
wirtschaftliches Bindeglied zwischen<br />
Europa und Afrika, zählt schon immer<br />
zu den wasserarmen Ländern.<br />
Klimawandel und der vermehrte<br />
Ausbau des Exports landwirtschaftlicher<br />
Produkte haben die Situation<br />
in den vergangenen Jahren noch einmal<br />
deutlich verschärft. Ein von der<br />
marok kanischen Regierung ins Leben<br />
gerufene und von der EU unterstütztes<br />
Programm sieht daher den Ausund<br />
Neubau von Meerwasserentsalzungsanlagen<br />
zur Trinkwasser- und<br />
Bewässerungswassergewinnung bis<br />
2030 vor. Derzeit werden in zehn<br />
Anlagen in Marokko jährlich 30 Mio.<br />
Kubikmeter Meer- und Brackwasser<br />
aufbereitet, bis 2030 sollen es jährlich<br />
400 Mio. Kubikmeter sein.<br />
Größte Meerwasserentsalzungsanlage<br />
in Afrika <strong>–</strong> modernste der Welt<br />
Die Region Souss-Massa im Südwesten<br />
Marokkos beheimatet auf einer<br />
Fläche von etwa 51.600 km² mehr als<br />
2,7 Mio. Menschen. Landwirtschaft ist<br />
der wichtigste Wirtschaftszweig der<br />
Region, ihre Hauptstadt Agadir ist ein<br />
wichtiger Fischerei- und Touristenhafen.<br />
Auch hier herrschen Dürre und<br />
Wassermangel, die zuletzt Tausende<br />
Jobs in der Landwirtschaft kosteten.<br />
Um dem Wassermangel entgegen<br />
zu wirken, wurde der Bau einer<br />
Meerwasserentsalzungsanlage für<br />
die Region ausgeschrieben, die sowohl<br />
den Wasserbedarf für den häuslichen<br />
Verbrauch als auch den Bewässerungsbedarf<br />
der Region decken<br />
soll. Damit soll sie zur Entwicklung<br />
der wichtigsten Wirtschaftszweige,<br />
Tourismus und Landwirtschaft, beitragen<br />
und dabei den Grundwasserpegel<br />
der Region auf jetzigem Niveau<br />
halten. Anfang 2019 vergaben<br />
das marokkanische Landwirtschafts-<br />
und Wirtschaftsministerium den<br />
Bau an das spanische Unternehmen<br />
Abengoa, das führend bei innovativen<br />
Technologielösungen für Nachhaltigkeit<br />
im Energie- und Umweltsektor<br />
ist.<br />
Meerwasserentsalzung ist ein<br />
energieintensiver Prozess. Das Unternehmen<br />
plante die Entsalzung<br />
des Meerwassers per Umkehrosmose,<br />
bei der das Meerwasser mit<br />
hohem Druck durch halbdurchlässige<br />
Membranen gepresst wird, die<br />
das Salz zurückhalten. Hierbei werden<br />
im Vergleich zur Destillation mit<br />
etwa zehn Kilowattstunden pro Kubikmeter<br />
Wasser nur drei Kilowattstunden<br />
benötigt, was noch immer<br />
ein hoher Energieaufwand ist.<br />
Daher wird die Entsalzungsanlage<br />
in Agadir ausschließlich mit erneuerbaren<br />
Energien betrieben: Sie bezieht<br />
ihren Strom von dem etwa 400<br />
km entfernten Solarkraftwerk Noor<br />
Ourzazate und ist damit die größte<br />
solarbetriebene Meerwasserentsalzungsanlage<br />
der Welt. Eine Erweiterung<br />
und Nutzung von Windrädern<br />
ist für die Zukunft angedacht.<br />
Die Gesamtkosten des Projektes<br />
liegen bei über 370 Mio. Euro. Die<br />
Abb. 1: Panorama von Agadir, Marokko, Photo: Adobe Stock/Maciej Czekajewski<br />
18 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Pumpen und Systeme<br />
Meerwasserentsalzung<br />
Landwirte der Region haben jeweils<br />
etwa 930 € im Austausch gegen einen<br />
Preisnachlass für zukünftiges entsalztes<br />
Wasser beigesteuert.<br />
Deutsch-spanische sera Kooperation<br />
Dem spanischen Unternehmen<br />
Abengoa war bekannt, dass sera bereits<br />
Dosiersysteme für eine Meerwasserentsalzungsanlage<br />
in Salaha<br />
im Oman (113.500 m³ Trinkwasser täglich)<br />
geliefert hatte und baute daher<br />
auf die Expertise der spanischen sera<br />
Niederlassung. Die geplante Anlage<br />
in Agadir sollte zunächst 275.000 m³<br />
entsalztes Wasser pro Tag produzieren,<br />
um später eine maximale<br />
Kapazität von 450.000 m³ pro Tag<br />
zu erreichen. Damit ist es die größte<br />
Meerwasserentsalzungsanlage in<br />
Afrika <strong>–</strong> und ein so großes Projekt für<br />
den Systemanbieter und Dosierpumpenhersteller,<br />
dass die spanische<br />
Niederlassung es gemeinsam mit<br />
dem Headquarter in Immenhausen<br />
umsetzte.<br />
Abb. 2: Dosieranlage<br />
Gefordert waren verschiedenste Dosier-<br />
und Fördersysteme, die an unterschiedlichen<br />
Prozessschritten in<br />
der Meerwasserentsalzung benötigt<br />
werden. Das umfangreiche, kundenspezifische<br />
Projekt wurde federführend<br />
von der spanischen<br />
Niederlassung bearbeitet. Das gesamte<br />
Engineering wurde ebenso<br />
in Spanien durchgeführt wie die<br />
Projektdokumentation. Die Schaltschränke<br />
der Anlagen wurden ebenfalls<br />
in der Niederlassung in Spanien<br />
konstruiert und aufgebaut.<br />
Produziert und umgesetzt wurden<br />
die Dosieranlagen schließlich<br />
von einem deutsch-spanischen Team<br />
am Headquarter in Immenhausen.<br />
Gemeinsam entwickelte man Arbeitsmethoden,<br />
um ein Großprojekt<br />
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Zum Produkt:
Pumpen und Systeme<br />
Meerwasserentsalzung<br />
Abb. 3: Dosierpumpen aus Immenhausen<br />
wie dieses schnell und effektiv bearbeiten<br />
zu können. Insgesamt mussten<br />
17 Anlagen in 25 PE-Schränken<br />
gebaut werden <strong>–</strong> Dimensionen, die<br />
die Produktion eines Mittelständlers<br />
durchaus fordern. Hier musste schlau<br />
agiert werden, um die begrenzten<br />
Lager- und Produktionsflächen nicht<br />
überzustrapazieren.<br />
Nachdem die Schränke aus insgesamt<br />
15 t technischer Kunststoffe<br />
(PE, PVC, PP und PVDF) gebaut waren,<br />
wurden sie bestückt: Neben insgesamt<br />
77 Pumpen (Dosier-, Förderüber<br />
mehrere Wochen ausschließlich<br />
mit der Ausstattung der Schränke<br />
befasst <strong>–</strong> zuliefernde Abteilungen<br />
wie der Pumpenbau nicht eingerechnet.<br />
Das gemeinsame Projekt mit all<br />
seinen Herausforderungen schweißte<br />
die Kollegen aus Deutschland und<br />
Spanien noch enger zusammen.<br />
Nach der erfolgreichen Kundenabnahme<br />
im Januar 2020 gingen<br />
im Februar die ersten 20 Schränke<br />
per LKW auf große Fahrt über Spanien<br />
nach Agadir, die übrigen fünf<br />
Schränke wurden zum Jahresende<br />
und Kombinationspumpen), sind 2020 geliefert. Alle Testläufe durch<br />
über 900 Armaturen wie Schmutzfänger<br />
und Kugelhähne, mehr als 1.000<br />
den spanischen Betreiber wurden im<br />
Sommer 2022 abgeschlossen und die<br />
Fittings und über 600 m Rohre verbaut<br />
Meerwasserentsalzungsanlage bei<br />
worden. Drei Kollegen waren Agadir wird in Kürze in Betrieb gehen.<br />
Dosiersysteme in der Meerwasserentsalzungsanlage in Agadir<br />
• Natriumhypochlorit zur Aufnahme<br />
• Natriumhypochlorit für chemisch verstärkte Rückspülung und Ultrafiltration<br />
• Natriumhypochlorit zur Nachbehandlung<br />
• Eisenchlorid<br />
• Schwefelsäure für Umkehrosmose, Cleaning In Place und Ultrafiltration<br />
• Schwefelsäure für chemisch verstärkte Rückspülung und Ultrafiltration<br />
• Schwefelsäure-Abwässer<br />
• Natriumhydroxid für pH-Einstellung Umkehrosmose<br />
• Natriumhydroxid für Cleaning in Place Ultrafiltration und Umkehrosmose<br />
• Natriumhydroxid für Ultrafiltration und chemisch verstärkte Rückspülung<br />
• Behandlung von Natriumhydroxid-Abwässern<br />
• Natriumhydroxid-Remineralisierung<br />
• Antiscalant Zwischenpumpe vor Hochdruck<br />
• Antiscalant-Zwischenprodukt zur Energierückgewinnung<br />
• Bisulfit-Zwischenpumpe nach Hochdruck<br />
• Bisulfit-Zwischenpumpe zur Energierückgewinnung<br />
Im Prozess der Meerwasserentsalzung<br />
Um eine einwandfreie Funktion<br />
sicher zustellen und eine möglichst<br />
lange Lebensdauer der Meerwasserentsalzungsanlage<br />
zu gewährleisten,<br />
ist eine ausreichende Vorbehandlung<br />
des Eingangswassers unerlässlich.<br />
Hier werden die Dosier- und Fördersysteme<br />
des Anbieters eingesetzt.<br />
Das Wasser wird analysiert und je<br />
nach<br />
Zusammensetzung/Verunreinigung<br />
werden verschiedene Chemikalien<br />
zugesetzt, um die Umkehrosmose<br />
zu ermöglichen. Von Chlor<br />
gegen Bakterien und Mikroorganismen<br />
über Natriumhydroxid zur pH-<br />
Einstellung bis hin zu Schwefelsäure<br />
für Cleaning in Place <strong>–</strong> der Anbieter<br />
aus Immenhausen dosiert das richtige<br />
Mittel in der richtigen Konzentration.<br />
Und das nicht nur in der Vorbehandlung,<br />
sondern auch bei der<br />
wichtigen Reinigung der Membrane.<br />
Damit sorgt das Unternehmen wieder<br />
einmal für sauberes Wasser und<br />
schafft Mehrwerte für Mensch und<br />
Umwelt <strong>–</strong> in einer hochmodernen<br />
Meerwasserentsalzungsanlage<br />
höchsten Umweltstandards.<br />
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Kompressoren und Systeme<br />
Wasserstoff <strong>–</strong> Interview<br />
Wasserstoff:<br />
Der Schlüssel zur emissionsfreien Zukunft?<br />
Möglichkeiten, Herausforderungen, Chancen <strong>–</strong> und wie AERZEN<br />
Industrie und Unternehmen unterstützt<br />
Die Wasserstofftechnologie nimmt<br />
auf dem Weg zur angestrebten<br />
Klima neutralität eine Schlüssel rolle<br />
ein. Wasserstoff gilt als Energieträger<br />
der Zukunft und ist ein wichtiger<br />
Baustein zur Dekarbonisierung<br />
der Industrie. Michael Leitsch, Head<br />
of Opportunity Engineering bei<br />
AERZEN, über das Potential von<br />
grünem Wasserstoff, die Herausforderungen<br />
bei der Verdichtung und<br />
die Vorteile von Schraubenkompressoren.<br />
Herr Leitsch, welche Bedeutung hat<br />
Wasserstoff für die Industrie und<br />
was hat es mit den unterschiedlichen<br />
Farben grau, blau und grün<br />
auf sich?<br />
Michael Leitsch: Wasserstoff wird bereits<br />
seit dem frühen 20. Jahrhundert<br />
als Prozessgas zur Herstellung von<br />
Ammoniak nach dem Haber-Bosch-<br />
Verfahren genutzt und spielt heutzutage<br />
vor allem in drei Branchen<br />
eine wichtige Rolle: als Rohstoff in<br />
der Chemieindustrie (hauptsächlich<br />
zur Herstellung von Methanol und<br />
Ammoniak), in Ölraffinerien zur Entschwefelung<br />
von Kraftstoffen und in<br />
so genannten Hydrocracking-Prozessen<br />
sowie in Direktreduktionsanlagen<br />
zur Stahlproduktion.<br />
Da Wasserstoff in der Natur gebunden<br />
vorkommt, muss er unter<br />
Energieeinsatz hergestellt werden. Je<br />
nach Herstellungsprozess unterscheidet<br />
man unter anderem zwischen<br />
grauem, blauem und grünem Wasserstoff.<br />
Grauer Wasserstoff wird aus<br />
Erdgas durch Dampfreformierung erzeugt<br />
und verursacht somit entsprechende<br />
Emissionen. Derzeit werden<br />
ca. 60 bis 70% des Wasserstoffs aus<br />
Erdgas hergestellt. Bei blauem Wasserstoff<br />
wird das anfallende CO 2 abgeschieden,<br />
was dann weiter genutzt<br />
oder gespeichert wird, also nicht in<br />
die Atmosphäre entweicht. Alternativ<br />
kann Wasserstoff auch durch Wasserelektrolyse,<br />
also einen elektrochemischen<br />
Prozess, hergestellt werden.<br />
Stammt der dazu genutzte Strom aus<br />
regenerativen Energiequellen, spricht<br />
man von grünem Wasserstoff, der<br />
damit CO 2 -neutral ist.<br />
Wasserstoff wird als unverzichtbare<br />
Ressource für eine klimaneutrale<br />
Industrie gehandelt. Welchen Beitrag<br />
leistet das Gas bei der Reduzierung<br />
von CO 2 -Emissionen?<br />
Michael Leitsch: Aktuell wird nahezu<br />
der gesamte produzierte Wasserstoff<br />
aus fossilen Energieträgern<br />
gewonnen. Wird der graue durch grünen<br />
Wasserstoff ersetzt, kann der<br />
CO 2 -Fußabdruck der Industrie erheblich<br />
verringert werden. Gleichzeitig<br />
eröffnen sich neue Perspektiven, beispielsweise<br />
bei der Stromerzeugung.<br />
Hier kann Wasserstoff als Energieträger<br />
und -speicher eine weitere Erhöhung<br />
des Anteils und der Verfügbarkeit<br />
von regenerativen Energien<br />
ermöglichen. Andere Bereiche sind<br />
der Transport, vor allem bei Langstrecken<br />
und Schwerlasttransporten,<br />
aber auch Schienenverkehr, Schiffund<br />
Luftfahrt sowie das Heizen und<br />
der Einsatz bei der Prozesswärme,<br />
schwerpunktmäßig in der metallverarbeitenden<br />
Industrie <strong>–</strong> all das sind<br />
vielversprechende Anwendungsfelder,<br />
die zukünftig einen wichtigen<br />
Beitrag bei der Erreichung der Klimaziele<br />
leisten könnten.<br />
Wie optimistisch sehen Sie die Entwicklung<br />
bei grünem Wasserstoff?<br />
Michael Leitsch: Wir schätzen grünen<br />
Wasserstoff als wichtigen Zukunftsmarkt<br />
ein. Die Vermeidung von CO 2<br />
wird immer wichtiger. Zusätzlich wird<br />
die Stromerzeugung durch erneuerbare<br />
Energien weiter ausgebaut.<br />
Weltweit treiben immer mehr Regierungen<br />
mit nationalen Wasserstoffstrategien<br />
Forschung, Innovationen<br />
und Produktentwicklungen voran,<br />
was auch mit einer entsprechenden<br />
Hochskalierung der Elektrolyseanlagen<br />
einhergeht. Unter diesen Gesichtspunkten<br />
sehen wir einen weiteren<br />
starken Markthochlauf bei<br />
grünem Wasserstoff als sehr realistisch<br />
an. Diese Einschätzung deckt<br />
sich auch mit der unserer Kunden, die<br />
wir bei der Entwicklung von Projekten<br />
in unterschiedlichen Planungsstadien<br />
unterstützen. Noch spielt Wasserstoff<br />
beim Thema Energiewende eine untergeordnete<br />
Rolle, was sich jedoch<br />
bald ändern könnte.<br />
In der Regel muss Wasserstoff nach<br />
der Elektrolyse für die nachfolgenden<br />
Prozesse auf einen bestimmten<br />
Druck verdichtet werden. Welche<br />
Besonderheiten müssen dabei<br />
beachtet werden?<br />
Michael Leitsch: Wasserstoff ist das<br />
leichteste vorkommende Element,<br />
wodurch eine Verdichtung grundsätzlich<br />
erschwert wird. Da es bezogen<br />
auf den Volumenstrom eine<br />
sehr niedrige Energiedichte aufweist<br />
(Energiegehalt pro Volumeneinheit),<br />
müssen bei großen Elektrolyseanlagen<br />
auch dementsprechend hohe Volumenströme<br />
verdichtet werden, was<br />
sich auf die Baugrößen und damit auf<br />
22 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Kompressoren und Systeme<br />
Wasserstoff <strong>–</strong> Interview<br />
Abb. 1: Aerzen baut mit diesem ölfreien<br />
Schraubenkompressor sein Portfolio an<br />
Schraubenkompressoren für die Wasserstoffverdichtung<br />
weiter aus.<br />
Investitionskosten,<br />
Aufstellungsflächen<br />
usw. des Maschinenequipments<br />
auswirkt. Außerdem ist Wasserstoff<br />
sehr reaktiv, also leicht entzündlich.<br />
Besondere Beachtung gilt daher dem<br />
erforderlichen<br />
Explosionsschutz.<br />
Die Bildung eines zündfähigen Gemisches<br />
mit dem Luftsauer stoff muss<br />
auf jeden Fall vermieden werden.<br />
Dies trifft allerdings auch auf andere<br />
Anwendungen mit brennbaren oder<br />
entzündlichen Gasen zu, mit denen<br />
die Prozessgassparte von AERZEN<br />
weitreichende Erfahrung hat.<br />
Wo sehen Sie die Vorteile beim<br />
Einsatz von Schraubenverdichtern<br />
im Vergleich zu anderen Verdichtertechnologien?<br />
Michael Leitsch: Schraubenverdichter<br />
vereinen entscheidende Vorteile<br />
von Hubkolben- und Turbomaschinen.<br />
Sie sind durch das Verdrängerprinzip<br />
dazu geeignet, auch sehr<br />
leichte Gase zu verdichten <strong>–</strong> im Gegensatz<br />
zu Turbomaschinen, mit denen<br />
sich bei Gasen mit geringen<br />
Molgewichten nur eine sehr geringe<br />
Druckdifferenz pro Stufe realisieren<br />
lässt. Zudem sind Schraubenverdichter<br />
Rotationsmaschi nen, die im<br />
Vergleich zu Kolbenverdichtern weniger<br />
bewegliche Teile, einen wesentlich<br />
geringeren Platzbedarf und einen<br />
erheblich reduzierten Aufwand<br />
für Wartung und für die Kompensation<br />
der in die Rohrleitung induzierten<br />
Pulsationen aufweisen.<br />
Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt<br />
in der Möglichkeit, Wasser in den<br />
Förderraum einzuspritzen. Dies ermöglicht<br />
zum einen eine Reduzierung<br />
der Verdichtungswärme, zum<br />
anderen kann Wasser als Dichtmedium<br />
zwischen Öl- und Gasraum z.B.<br />
beim Einsatz einer wassergesperrten<br />
Gleitringdichtung fungieren. Da der<br />
Wasserstoff die Elektrolyse ohnehin<br />
im wassergesättigten Zustand verlässt,<br />
ist das Einspritzen von Wasser<br />
unkritisch.<br />
Wo kann die Schraubentechnologie<br />
ihre Stärken am besten ausspielen?<br />
Michael Leitsch: Schraubenverdichter<br />
können vor allem zur Vorverdichtung<br />
bei atmosphärischen Elektrolyseanlagen<br />
eine entscheidende<br />
Rolle spielen <strong>–</strong> insbesondere bei<br />
großen installierten Elektrolyseleistungen<br />
ab ca. 50 MW, was einem<br />
Volumenstrom von ca. 11.000 m³/h<br />
entspricht. Kolbenverdichter geraten<br />
in der Regel bezüglich Baugröße<br />
(Kolbendurchmesser und benötigte<br />
Aufstellungsfläche) bei diesen Mengen<br />
an ihre Grenzen. Heutige Anlagen<br />
werden immer größer und erreichen<br />
bis zu mehrere 100 MW. Hier<br />
können Schraubenverdichter zum<br />
Einsatz kommen, die den Wasserstoff<br />
vorverdichten. Der dadurch reduzierte<br />
Volumenstrom ermöglicht<br />
einen wirtschaftlichen Einsatz der<br />
nachgeschalteten Kolbenverdichter,<br />
die weiterhin benötigt werden, um<br />
die erforderlichen Austrittsdrücke zu<br />
erreichen. Wir haben mittlerweile allerdings<br />
auch Rückmeldungen von<br />
unseren Kunden bekommen, die den<br />
Einsatz von Schraubenverdichtern<br />
auch bei kleineren Volumenströmen<br />
als die favorisierte Lösung betrachten.<br />
Welchen Mehrwert liefert AERZEN<br />
für die Wasserstoffindustrie?<br />
Michael Leitsch: Als Prozessgasspezialist<br />
beschäftigt sich Aerzen schon seit<br />
Jahrzehnten mit dem Thema Wasserstoffverdichtung,<br />
da es als Bestandteil<br />
in Gasgemischen für typische<br />
Prozessgasanwendungen vorkommt,<br />
beispielsweise bei der Wasserstoffrückgewinnung<br />
in PSA-Anwendungen<br />
oder in Direktreduktionsanlagen zur<br />
Stahlherstellung. Für bestimmte Chemieanwendungen<br />
haben wir bereits<br />
erfolgreich Schraubenverdichter für<br />
reine Wasserstoffverdichtung realisiert,<br />
was bedeutet, dass das Unternehmen<br />
bereits einschlägige Erfahrung<br />
gesammelt hat und das Thema<br />
beherrscht.<br />
Im Vergleich zu den meisten<br />
Wettbewerbern haben wir sowohl<br />
ölgeflutete als auch ölfreie Schraubenkompressoren<br />
sowie <strong>–</strong> für niedrigere<br />
Druckverhältnisse <strong>–</strong> Gebläse<br />
nach dem Roots-Prinzip im Portfolio.<br />
Außerdem sind wir im Prozessgasbereich<br />
Spezialisten für maßgeschneiderte<br />
Verdichter- und Gebläselösungen<br />
und haben damit die nötige<br />
Flexibilität, für den jeweiligen Anwendungsfall<br />
die passende Lösung anzubieten.<br />
Zusätzlich treiben wir die<br />
Weiterentwicklung unserer Produkte<br />
in diesem Bereich konsequent voran.<br />
So haben wir im August auf der<br />
Chemiemesse Achema in Frankfurt<br />
einen neu entwickelten Schraubenverdichter<br />
vorgestellt, mit dem wir<br />
deutlich höhere Druckdifferenzen<br />
und Wirkungsgrade bei der Wasserstoffverdichtung<br />
realisieren können.<br />
Mit weltweit 50 Standorten sind wir<br />
zudem in der Nähe der Aufstellungsstandorte<br />
mit Ansprechpartnern vertreten,<br />
die sich um den jeweiligen<br />
Service-Support für bestehende Anlagen<br />
kümmern.<br />
Abb. 2: Neue Baureihe der VRW-Schraubenverdichter<br />
für die Wasserstoffverdichtung<br />
Herr Leitsch, herzlichen Dank für<br />
das Gespräch.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
23
Kompressoren und Systeme<br />
Biomethan als Kraftstoff<br />
Mit Biomethan als Kraftstoff <strong>–</strong><br />
Klimaschutz wirtschaftlich gestalten!<br />
Helai Ammura<br />
Seit dem 01.01.2021 gelten im Bereich<br />
der Förderung regenerativer<br />
Energien neue Regeln, die die Betreiber<br />
von Anlagen zur Biogaserzeugung<br />
zum Umdenken zwingen:<br />
Der Förderanspruch aus dem „Erneuerbaren-Energien-Gesetz“<br />
(EEG)<br />
für die erste Generation von so genannten<br />
„Erneuerbare-Energie(EE)-<br />
Anlagen“, die für die letzten 20 Jahre<br />
bezuschusst wurden, ist ausgelaufen.<br />
Dieser Umstand betrifft künftig<br />
eine steigende Anzahl an Standorten.<br />
Aus umwelttechnischen und<br />
energiewirtschaftlichen Gründen<br />
wäre aber eine Betriebseinstellung<br />
absolut unsinnig. Die gute Nachricht<br />
lautet: Trotz weggefallener Förderungen<br />
bietet sich für den Betreiber<br />
eine wirtschaftlich interessante Lösung,<br />
wenn er auf ein intelligentes<br />
Eigenverbrauchskonzept umstellt.<br />
Hierbei wird der erzeugte Kraftstoff<br />
nicht wie bisher voll ins Netz eingespeist,<br />
sondern <strong>–</strong> finanziell besonders<br />
attraktiv <strong>–</strong> zur steuerfreien Betankung<br />
der eigenen Flotte genutzt.<br />
In den letzten Jahren hat sich die<br />
Aufbereitung vom in der Anlage erzeugtem<br />
Biogas zu Biomethan zunehmend<br />
etabliert. Als CO 2 -neutrale Alternative<br />
zu fossilem Erdgas weist es<br />
ein großes Klimaschutzpotential auf.<br />
Die politischen und wirtschaftlichen<br />
Rahmenbedingungen sind derzeit<br />
günstig wie nie: Mit ca. 10.000 Biogasanlagen<br />
ist Deutschland bei der Erzeugung<br />
Spitzenreiter [Stand 2021].<br />
Der Markt entwickelt sich derzeit<br />
rasant: Biomethan war bereits seit Inkrafttreten<br />
des EEG-2000-Beschlusses<br />
über die letzten 20 Jahre mittels<br />
Einspeisetarif gefördert worden. Der<br />
neue Beschluss von 2021 sieht vor,<br />
dass bis 2050 der in Deutschland erzeugte<br />
Strom zu 100 % treibhausneutral<br />
sein soll. Weiterhin ist in der EU-<br />
Richtlinie RED II27 (Renewable Energy<br />
Directive) eine Quote zur Treibhausgasminderung<br />
festgelegt, welche Unternehmen<br />
verpflichtet, den Anteil<br />
an erneuerbaren Energien in Kraftstoffen<br />
bis 2030 auf 14 % zu erhöhen.<br />
Betankungslösungen <strong>–</strong> Klimaschutz<br />
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im Bereich Erdgasverdichtung mit<br />
mehr als 40 Jahren weltweiter Erfahrung<br />
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dafür die notwendige state-of-theart-Technologie<br />
in Form maßgeschneiderter<br />
schlüsselfertige Betankungssysteme<br />
aus einer Hand. Als<br />
nachhaltigkeitsorientiertes gemäß<br />
ISO 14001-zertifiziertes Unternehmen<br />
legt man höchsten Wert darauf,<br />
die Erreichung von Klimaschutz- und<br />
Energiewendezielen aktiv voranzutreiben.<br />
Es unterstützt deshalb nachdrücklich<br />
den Weiterbetrieb auslaufender<br />
EE-Anlagen im Biomethan<br />
Bereich. Generell sind Betankungssysteme<br />
des Anbieters sowohl für<br />
einen Betrieb mit Biomethan als<br />
auch mit klassischem Erdgas ausgelegt.<br />
Sie bestehen in der Regel aus<br />
einer, für den Betankungsbedarf<br />
maßgeschneiderten, Hoch- oder Mitteldruck-Verdichteranlage,<br />
einem<br />
Abb. 1: Waldkraiburg Mini Fill ECO 120 (B800, Fast fill post)<br />
Gastrocknungs- und Filtersystem,<br />
der passenden Speicherlösung und<br />
der Zapfsäule (Dispenser). Der ausgeklügelte<br />
modulare Anlagenaufbau<br />
ermöglicht eine schnelle und<br />
unkomplizierte Installation sowie<br />
eine Integration in bestehende Infrastrukturen.<br />
Maßgeschneidert für den jeweiligen<br />
Bedarf sind Anlagenvarianten<br />
mit niedrigen, mittleren und hohen<br />
Tagesleistungen verfügbar, wie die<br />
nachfolgenden Beispiele veranschaulichen:<br />
Betriebshoftankstelle Waldkraiburg<br />
<strong>–</strong> Eine kompakte und besonders<br />
wirtschaftliche Lösung<br />
Der Energieanbieter ESB Südbayern ließ<br />
hier für seinen Betriebshof Waldkraiburg<br />
eine Tankstelle zur Betankung<br />
seiner eigenen Kundendienstflotte,<br />
bestehend aus erdgasbetriebenen<br />
Minivans projektieren. Eine öffentliche<br />
Betankung war nicht vorgesehen.<br />
Entsprechend den Kundenanforderung<br />
stand seitens des Anbieters<br />
bei der Auslegung der Anlage besonders<br />
eine kompakte Bauform und<br />
Wirtschaftlichkeit im Fokus.<br />
24 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Kompressoren und Systeme<br />
Biomethan als Kraftstoff<br />
Das kleine und kompakte Modul besteht<br />
aus einem Kompressor mit<br />
Volumenströmen zwischen 11<strong>–</strong>51<br />
Nm 3 /h, bzw. 7,9<strong>–</strong>36,7 kg/h, Ansaugdrücke<br />
zwischen 0,05<strong>–</strong>4 barü und<br />
einem Ausgangsdruck von 300 bar.<br />
Bei Dauerbetrieb liegt die tägliche<br />
Liefermenge der Kompressoreinheit<br />
zwischen 190<strong>–</strong>880 kg in 24 h. Die Anlage<br />
verfügt über integrierte und hochdruckseitig<br />
installierte Filter- und<br />
Nachtrocknungspatronen, welche das<br />
komprimierte Gas reinigen und ihm<br />
die Restfeuchte entziehen.<br />
Der Gashochdruckspeicher ist<br />
aus Hochdruck-Einzelbehältern aufgebaut,<br />
die gemeinsam auf einem<br />
Rahmen montiert sind. Die Standardkapazität<br />
beträgt bis zu 42 Hochdruckspeicherflaschen<br />
mit je 80<br />
Liter Füllvolumen pro Speichermodul.<br />
Somit können Kapazitäten von<br />
265 m 3 bis zu 1105 m 3 Erdgas geometrischen<br />
Füllvolumen bei 300 bar<br />
reali siert werden.<br />
Abb. 2: Speichermodul B800<br />
Da hier keine öffentliche Betankung<br />
vorgesehen ist, kommt als Zapfstelle<br />
ein „Fill post“ zum Einsatz. Dieses<br />
Modell wurde speziell zur einfachen,<br />
temperaturkompensierten und kostensparenden<br />
Betankung entwickelt.<br />
Die Zapfstellenbaureihe ist sehr häufig<br />
in Erdgastankstellen auf Betriebshöfen<br />
im Einsatz, insbesondere dann,<br />
wenn es sich um nicht personell besetzte<br />
Tankstellen handelt.<br />
Abhängig von der Füllgröße des<br />
Betankungsvolumens und des Kompressor-Models<br />
werden bei der Benutzung<br />
der hier eingesetzten Ausführung<br />
„Fast fill post“ Betankungszeiten<br />
von etwa. 5 Minuten erreicht. Für An-<br />
Abb. 3: Zapfstelle Fast fill/Slow fill post<br />
wendungen, bei denen die Betankungszeit<br />
nicht im Vordergrund steht,<br />
bietet der Münchner Hersteller als<br />
Variante den „Slow fill post“ ohne integriertes<br />
Speichermodul. Hier werden<br />
die Fahrzeuge direkt aus dem Kompressor<br />
betankt. Technisch bedingt<br />
variieren dabei die Betankungszeiten<br />
stark. Ein ideales Einsatzszenario ist<br />
die Betankung von Fahrzeugen während<br />
der Nachtstunden.<br />
Biogastankstelle Coesfeld <strong>–</strong> Leistungsstarke<br />
Stand-alone-Lösung in<br />
Containerbauweise<br />
Auch der Biogroßhändler Weiling<br />
GmbH aus Coesfeld westlich von<br />
Münster setzt konsequent auf Nachhaltigkeit.<br />
Die Fahrzeugflotte für den<br />
deutschlandweiten Transport der<br />
Produkte zum Kunden wird künftig<br />
mit regenerativ erzeugtem Biomethan<br />
angetrieben. Da in der näheren<br />
Umgebung keine entsprechende Betankungsmöglichkeit<br />
existierte, entschloss<br />
sich das Unternehmen, eine<br />
eigene Station in der Nähe des Werksgeländes<br />
zu errichten und beauftragte<br />
den bayerischen Anbieter mit der<br />
Projektierung und schlüsselfertigen<br />
Installation. Aus der deutlich höheren<br />
geforderten Betankungsmenge ergab<br />
sich ein komplett anderes Anforderungsprofil:<br />
Mit einer Liefermenge<br />
von knapp 500 m 3 /h ist die Station im<br />
laufenden Betrieb dafür ausgelegt,<br />
die aktuell 20 Sattelschlepper des Unternehmens<br />
sicher zu versorgen und<br />
bietet darüber hinaus großzügige Reserven,<br />
um die geplante Erweiterung<br />
des Fuhrparks auf 30 LKWs problemlos<br />
abzudecken. Dank des modularen<br />
Aufbaus lässt sich die Betankungskapazität<br />
durch die Installation weiterer<br />
Speicherbänke zu einem späteren<br />
Zeitpunkt nochmals erweitern.<br />
Biomethan/Erdgas Komplett-Betankungsanlagen,<br />
die alleinstehend<br />
installiert werden, sind in Container-<br />
Lösungen verbaut.<br />
Das im Vergleich zur Installation<br />
in Waldkraiburg wesentlich größere<br />
und leistungsfähigere Modul besteht<br />
aus einem Verdichter mit einem Volumenstrom<br />
von 500 Nm 3 /h, bzw.<br />
360 kg/h, einem Ansaugdruck von<br />
3,9 barü und einem Ausgangsdruck<br />
Abb. 4: Coesfeld CS 26.12 (B3360, Gilbarco dispenser)<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
25
Kompressoren und Systeme<br />
Biomethan als Kraftstoff<br />
von 300 bar. Bei Dauerbetrieb liefert<br />
das Verdichtermodul im Zeitraum von<br />
24 Stunden 8640 kg Biomethan. Integrierte<br />
und hochdruckseitig installierte<br />
Filter- und Nachtrocknungspatronen<br />
reinigen das komprimierte Gas<br />
und entziehen ihm die Restfeuchte.<br />
Wie in den meisten Anwendungsfällen<br />
wird hier ein Speichersystem<br />
als 3-Bank-Speicher eingesetzt, das<br />
aus drei einzelnen Teilspeichern, der<br />
Hoch- , Mittel- und Tiefbank, besteht.<br />
Diese Aufteilung erlaubt einen optimalen<br />
Ausnutzungsgrad. Dank der größeren<br />
verfügbaren Gasmenge lassen<br />
sich unmittelbar aufeinander folgende<br />
Fahrzeugbetankungen realisieren.<br />
Abb. 5: Speichermodul B3360<br />
Mit der Füll- und Betankungssteuerung<br />
wird die prioritäre Befüllung<br />
des Hochdruckspeichers sowie die<br />
sequenzielle Gasentnahme aus dem<br />
Hochdruckspeicher geregelt. Dabei<br />
ist die Steuerung einer oder mehrerer<br />
Fülllinien möglich.<br />
Abb. 6: Vorrang Reihenfolge Überwachungssteuerung<br />
(VRÜ)<br />
Die Abgabeeinrichtung kann mit<br />
einer eichfähiger Durchflussmesseinrichtung<br />
(Anzeige der abgegebenen<br />
Betankungsmenge in kg oder m³) sowie<br />
einem Anzeigefeld mit der Angabe<br />
des spezifischen Gaspreises sowie<br />
des Gesamtpreises in der gewünschten<br />
Währung ausgeführt werden. Die<br />
Füll- und Betankungssteuerung regelt<br />
den Füllprozess und gewährleistet<br />
so wirtschaftliches Betanken bei<br />
gleichzeitig kurzen Füllzeiten.<br />
Für den Betrieb einer öffentlichen<br />
Tankstelle ist die Verwendung einer<br />
Zapfsäule gesetzlich vorgeschrieben.<br />
Auf dem Display werden sowohl der<br />
Einheitspreis, die getankte Menge als<br />
auch der Endpreis gleichzeitig angezeigt.<br />
Die Säulen sind mit einem oder<br />
zwei Schläuchen sowie mit einer oder<br />
zwei Einrichtungen zur Massendurchflussmessung<br />
erhältlich. Das ermöglicht<br />
wahlweise eine getrennte oder<br />
simultane Fahrzeugbetankung auf<br />
beiden Zapfsäulenseiten. Mit einem<br />
Tankautomaten lässt sich eine Abrechnung<br />
der Tankdaten ohne besetzten<br />
Kassenshop verwirklichen.<br />
Hinsichtlich der Bedienung können<br />
die unterschiedlichen Zapfsäulenmodelle<br />
wahlweise auf Flottenkartenbetrieb<br />
und/oder Kreditkartenbetrieb<br />
zugeschnitten werden. Alle großen<br />
Anlagensysteme des Unternehmens<br />
bieten Schnittstellen zur wahlweisen<br />
Anbindung an einen internetfähigen<br />
PC oder Mobiltelefon. So lässt sich der<br />
Betriebszustand durch den Betreiber<br />
rund um die Uhr remote überwachen.<br />
Umfassende und lückenlose Projektabwicklung<br />
<strong>–</strong> eine Kernkompetenz<br />
Nach Kundenvorgaben und in enger<br />
Absprache erfolgt zunächst durch die<br />
Projektingenieure die Auswahl des<br />
besten Standorts für die Tankstelle.<br />
Dabei liegt ein besonderer Fokus auf<br />
der exakten Einhaltung geltender gesetzlichen<br />
Bestimmungen. Durch minimierte<br />
Explosionsschutzzonen und<br />
eine maßgeschneiderte Baugröße<br />
der Betankungsanlagen ist der Anbieter<br />
in der Lage, auch bei schwierigen<br />
Platzverhältnissen eine optimale<br />
Lösung für die Aufstellung zu<br />
finden. Nach Installation erfolgt entsprechend<br />
den einschlägigen Richtlinien<br />
die komplette Verrohrung der<br />
Abb. 7: Zapfsäule mit Abrechnungssystem<br />
Anlage einschließlich aller Druckleitungen<br />
vom Verdichter zum Speicher<br />
und weiter zur Zapfstelle bzw. Zapfsäule.<br />
Anschließend findet eine Überprüfung<br />
durch eine zugelassene Abnahmeorganisation,<br />
beispielsweise<br />
den TÜV, statt. Die hierfür erforderliche<br />
terminliche Organisation mit<br />
den involvierten Firmen und Behörden<br />
wird durch das Projektteam abgestimmt<br />
und koordiniert.<br />
Servicetechniker führen gemäß<br />
den abgestimmten Plänen die elektrische<br />
Verkabelung sowohl der Verdichteranlage<br />
als auch der Zapfstelle/<br />
Zapfsäule durch. Vom Betreiber muss<br />
lediglich ein Starkstromanschluss bereitgestellt<br />
werden. Nach der Installation<br />
wird die Kompressoranlage erstmals<br />
hochgefahren und nochmals<br />
eingehend überprüft.<br />
Der Anbieter übernimmt die gesamte<br />
Projektorganisation. Sie reicht<br />
von der Installation und Inbetriebnahme<br />
der Verdichter-Speichereinheit<br />
und der Zapfsäulentechnik bis zur<br />
punktgenauen terminlichen Abstimmung.<br />
So kann die Inbetriebsetzung<br />
in der Regel bereits nach wenigen Tagen<br />
stattfinden. Nach erfolgreicher<br />
Montage am Aufstellungsort wird die<br />
Installation von einem Sachverständigen<br />
überprüft. Auch diese Abnahme<br />
am Aufstellungsort erfolgt durch<br />
ein Serviceteam gemeinsam mit der<br />
jeweiligen Aufsichtsbehörde. Zum<br />
umfassenden Service gehört auch<br />
eine detaillierte Einweisung autorisierter<br />
Personen des Auftraggebers<br />
26 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Kompressoren und Systeme<br />
Biomethan als Kraftstoff<br />
in die Technik und Elektrik der Anlage,<br />
damit der Betreiber der Anlage<br />
Grundeinstellungen und einfache<br />
Wartungsarbeiten selbstständig vornehmen<br />
kann.<br />
Auf Wunsch wird eine lückenlose<br />
Überwachung der Kompressoranlage<br />
in Verbindung mit einem 24 h-Dienst<br />
und After-Sales angeboten. Einstellungsänderungen<br />
bzw. Anpassungen<br />
können dann rund um die Uhr online<br />
über Internet oder via Mobilfunkverbindung<br />
durchgeführt werden. Per<br />
SMS oder E-Mail lassen sich Statusmeldungen<br />
über Betriebsstunden<br />
und Umsätze der verkauften Gasmengen<br />
ebenso übertragen wie Wartungsanforderungen<br />
oder Störungsmeldungen.<br />
Biomethaneinspeisung <strong>–</strong> Münchner<br />
Unternehmen liefert die Technologie<br />
Neben Tankstellen hat der Kompressorenhersteller<br />
aus München auf<br />
Grundlage seiner langjährigen Expertise<br />
auch für den Bereich der Produktion<br />
von Biomethan spezielle Verdichtersysteme<br />
entwickelt und erfolgreich<br />
im Markt etabliert. Sie werden unter<br />
anderem zum saisonalen Ausgleich<br />
von Transportschwankungen<br />
und Netzüberlastungen eingesetzt:<br />
Im Fall der Überlastung einer Niederdruckleitung,<br />
z. B. durch vermehrte<br />
Biomethan-Einspeisung, kann das<br />
überschüssiges Erdgas-Biomethan-<br />
Gemisch in ein höherwertiges Netz<br />
eingespeist werden. Auf diese Weise<br />
werden vorhandene Puffervolumina<br />
in Hochdruck-Transportnetzen besser<br />
ausgenutzt. Die Einspeisung von<br />
Biomethan erfolgt in ein Erdgasnetz<br />
in unterschiedliche Netztypen mit<br />
Druckstufen ab PN10 bis max. PN100.<br />
Heute die Zukunft gestalten: Mit<br />
Wasserstoff klimaneutral mobil!<br />
Auf Basis seiner nachhaltigkeitsorientierten<br />
Unternehmensphilosophie<br />
steht der Hersteller kompromisslos<br />
für klimaschonende<br />
Mobiltätskonzepte. Deshalb unterstützt<br />
der als technologieführender<br />
Maschinenbaukonzern und Mitglied<br />
beim Zentrum Wasserstoff.Bayern<br />
(H 2 .B) mit einer gerade gestarteten<br />
Entwicklungsoffensive für H 2 -Tankstellensysteme<br />
konsequent die breite<br />
Etablierung dieses Energieträgers der<br />
Zukunft.<br />
Referenzen<br />
https://www.wemag.com/aktu-<br />
elles-presse/blog/anstehende-eeg-<br />
novelle-was-passiert-nach-der-<br />
eeg-foerderung#:~:text=Ab%20<br />
01.01.2021%20verlieren%20<br />
nun,PV%2DAnlagen%20betroffen.<br />
Autorin: Helai Ammura<br />
Vertriebs- und Projektingenieurin<br />
Fuel Gas Systems,<br />
BAUER KOMPRESSOREN,<br />
München, Deutschland<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
27
Komponenten<br />
Wasserstoff<br />
Bipolarplatten und die mehrstufige<br />
CellForm ® -Technologie<br />
Simon Brugger<br />
Damit der Wasserstofftechnologie<br />
der Durchbruch in Wirtschaft,<br />
Mobilität und Gesellschaft gelingt,<br />
müssen noch große Herausforderungen<br />
bewältigt werden. Dazu<br />
zählen unter anderem die Hauptfaktoren<br />
Kosten, Effizienz und<br />
Serientauglichkeit. Fortschritte können<br />
dabei nur durch intensive Forschungs-<br />
und Entwicklungsarbeit erzielt<br />
werden. Der Fokus von CellForm<br />
liegt hierbei auf der Entwicklung der<br />
Schlüsselkomponenten der Wasserstofftechnologie,<br />
die Bipolarplatte.<br />
Abb. 2: Metallische Bipolarplatte unter einem Messgerät<br />
Die Bipolarplatte<br />
Die Wasserstofftechnologie besteht<br />
aus zwei Prinzipien: der elektrolytischen<br />
Spaltung von Wasser in Wasserstoff<br />
und Sauerstoff (Elektrolyse)<br />
unter Zufuhr externer Energie und<br />
der Nutzung der Energie aus der<br />
Rückreaktion (Brennstoffzelle).<br />
Diese elektrochemischen Vorgänge<br />
laufen in jeder einzelnen Zelle<br />
ab, welche im Gesamtverbund als<br />
so genannter Stack bezeichnet werden.<br />
Hauptbestandteil davon ist die<br />
Bipolar platte, welche aus zwei sehr<br />
dünnen umgeformten miteinander<br />
verschweißten Metallblechen besteht.<br />
Pro Stack werden dabei je nach Anwendung<br />
mehrere hundert Bipolarplatten<br />
verbaut.<br />
Wie der Name vermuten lässt,<br />
dient eine Bipolarplatte als Basis für<br />
Abb. 1: Metallische Bipolarplatte von CellForm<br />
die beiden Pole einer Brennstoff zelle:<br />
Die negative, wasserstoffführende<br />
Anode und die positive, sauerstoffführende<br />
Kathode.<br />
Zusätzlich sind die Platten für die<br />
Verteilung der Gase in einer Brennstoffzelle<br />
verantwortlich und sorgen<br />
für den elektrischen Kontakt zwischen<br />
den einzelnen Zellen. Außerdem<br />
trennen sie die Membran-Elektroden-Einheiten<br />
(MEA) voneinander.<br />
Die MEA fungiert als semipermeable<br />
Membran, welche nur für Protonen<br />
durchlässig ist.<br />
Die vom Wasserstoff an der Anode<br />
abgegebenen Elektronen wandern<br />
somit über einen elektrischen<br />
Verbraucher zur Kathode. Dieser<br />
elektrische Strom kann schließlich als<br />
Leistung abgegriffen werden.<br />
Die Protonen diffundieren durch die<br />
Membran und reagieren schließlich<br />
mit den Sauerstoffatomen zu Wasser.<br />
Zwischen den dicht verschweißten<br />
Einzelplatten wird ein Kühlmedium<br />
zur Temperierung der einzelnen<br />
Zellen geführt. Die Filigranität der<br />
Kanalstruktur des so genannten Flow<br />
Fields, welches als Verteilgeometrie<br />
für Wasserstoff und Sauerstoff dient,<br />
ist in Abbildung 3 zu erkennen.<br />
Wasserstoff <strong>–</strong> Vorteile und<br />
Nachteile<br />
Wasserstoff hat als Energieträger im<br />
Vergleich zu alternativen Technologien<br />
wie Batterien viele Vorteile. So<br />
sind die benötigten Ressourcen in<br />
Bezug auf Gewinnung und Recycling<br />
nachhaltiger, die Betankungszeit<br />
im mobilen Bereich ist deutlich kürzer<br />
und wasserstoffbasierte Energieketten<br />
haben insgesamt einen potentiell<br />
geringeren Gesamtkostenbetrag.<br />
Doch der Hauptvorteil von Wasserstoff<br />
zeichnet sich in der Energiewende<br />
ab: In einer Zukunft mit Energie<br />
aus vollständig erneuerbaren Quellen<br />
steht unsere Gesellschaft prinzipiell<br />
vor einer großen Herausforderung,<br />
nämlich den örtlichen und<br />
zeitlichen Unterschieden zwischen<br />
Energieerzeugung und -nutzung.<br />
Die Energieerzeugung aus Wind und<br />
28 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Komponenten<br />
Wasserstoff<br />
Sonne deckt sich <strong>–</strong> im Gegensatz zu<br />
Kernenergie und Kohlekraft <strong>–</strong> nicht<br />
immer mit unserem Verbrauchsverhalten.<br />
Dies stellt uns vor die Aufgabe,<br />
Energie in großem Maßstab zu<br />
speichern, um sie zeitunabhängig zu<br />
transportieren und zu nutzen. Unter<br />
den gegebenen Bedingungen ist Wasserstoff<br />
die bestmögliche Lösung für<br />
diese Aufgabe.<br />
Dabei hat Wasserstoff gegenüber<br />
Batterien einen großen Nachteil, was<br />
den Gesamtwirkungsgrad betrifft.<br />
Wasserstoff wird mittels Elektrolyse<br />
nachhaltig hergestellt und in der<br />
Brennstoffzelle in seinen ursprünglichen<br />
Energiezustand zurückgeführt.<br />
Durch diese Umwandlung ergeben<br />
sich zwar die oben genannten Vorteile,<br />
jedoch geht ein großer Teil der ursprünglichen<br />
Primärenergie verloren.<br />
Dieser Nachteil ist das zentrale Problem,<br />
das es bestmöglich zu lösen gilt.<br />
Materialaspekt<br />
Bipolarplatten werden hauptsächlich<br />
aus metallischen Werkstoffen<br />
und Graphit hergestellt. Die verschiedenen<br />
Materialien sind mit unterschiedlichen<br />
Eigenschaften und<br />
Vorteilen für die Funktionalität der Bipolarplatten<br />
verbunden. Aufgrund geringer<br />
Effizienzvorteile und fehlender<br />
Herstellungsverfahren für wettbewerbsfähige<br />
metallische Bipolarplatten<br />
dominierte in der Vergangenheit<br />
die graphitische Alternative. Insbesondere<br />
bei anspruchsvollen Anwendungen<br />
haben Graphit-Bipolarplatten<br />
jedoch erhebliche volumetrische und<br />
gravimetrische Defizite gegenüber<br />
metallischen Varianten. Außerdem ist<br />
Graphit sehr spröde und kann leicht<br />
brechen. Dennoch werden Graphitplatten<br />
häufig in statio nären Anwendungen<br />
eingesetzt, bei denen das<br />
Bauvolumen kein limitierender Faktor<br />
darstellt.<br />
Was die Kosten betrifft, so sind<br />
metallische Platten führend. Mit dem<br />
richtigen Herstellungsverfahren lassen<br />
sich die Blechdicken auf bis zu<br />
0,05 mm reduzieren. In diesem Bereich<br />
liegt Metall auf einem völlig anderen<br />
Preisniveau als Graphit. Da für<br />
einen einzigen Stack mehrere hundert<br />
Bipolarplatten verwendet werden,<br />
ist die Kostenauswirkung auf die<br />
Abb. 3: Flow Field einer Bipolarplatte<br />
Endanwendung enorm. Ein weiterer<br />
Vorteil der metallischen Variante ist,<br />
dass das Material einen positiven Einfluss<br />
auf die Kaltstartfähigkeit der<br />
Brennstoffzelle hat.<br />
Aufgrund des korrosiven Verhaltens<br />
des metallischen Materials<br />
werden die Bipolarplatten z.B. mit<br />
Chromnitrid beschichtet. Dies geschieht<br />
in der Regel durch eine thermochemische<br />
Behandlung. Die<br />
CellForm-Technologie wurde für metallische<br />
Bipolarplatten entwickelt<br />
und kann sowohl vor- als auch nachbeschichtete<br />
Platten formen und<br />
verschweißen.<br />
Produktion der Bipolarplatten<br />
Je nach Material und Anwendung gibt<br />
es verschiedene Herstellungsverfahren<br />
für Bipolarplatten. Sie unterscheiden<br />
sich in Bezug auf die Zykluszeit,<br />
die Filigranität des Flow Fields und<br />
die Kosten. Eine fertige Bipolarplatte<br />
besteht aus einer Anode und einer<br />
Kathode, die separat geformt werden.<br />
Die beiden Einzelteile werden<br />
dann fest miteinander verschweißt.<br />
Die Schwierigkeit bei der Herstellung<br />
der Bipolarplatten liegt in der<br />
extrem dünnen Blechdicke. Die Umformung<br />
mit einem solch dünnen<br />
Ausgangsblech und einer so präzisen<br />
und anspruchsvollen Geometrie<br />
der Kanalstruktur führt aufgrund<br />
der physikalischen Beschränkungen<br />
schnell zu Rissen, welche die Bipolarplatte<br />
unbrauchbar machen.<br />
Die Herausforderung für die Hersteller<br />
von Bipolarplatten ist, wie<br />
bereits erwähnt, die hohen Qualitätsanforderungen<br />
mit geringen<br />
Fehlertoleranzen, die in der Serienproduktion<br />
mit hohen Stückzahlen<br />
gewährleistet sein müssen. Nur wer<br />
diese Anforderung erfüllt, wird sich<br />
auf diesem wachsenden und umkämpften<br />
Markt behaupten können.<br />
Es gibt mehrere Verfahren zur<br />
Herstellung von Bipolarplatten, die<br />
sich noch in der Entwicklung befinden.<br />
Viele Herstellungsverfahren<br />
werden aufgrund physikalischer<br />
Restriktionen (z.B. Wärmeentwicklung)<br />
in ihrer Ausbringungsmenge<br />
für die zukünftige Großserienproduktion<br />
begrenzt sein. Dieses Problem<br />
tritt bei kleinen Stückzahlen noch<br />
nicht in Erscheinung, wird aber in<br />
den nächs ten Jahren mit steigender<br />
Nachfrage immer deutlicher werden.<br />
Die CellForm-Technologie basiert auf<br />
einem selbst entwickelten mehrstufigen<br />
Formgebungsprozess, der sich<br />
leicht skalieren lässt. Die Skalierbarkeit<br />
des Herstellungsverfahrens bestimmt<br />
die Produktionskosten und<br />
den Preis der einzelnen Bipolarplatten<br />
und beeinflusst damit maßgeblich<br />
die Attraktivität der klimafreundlichen<br />
Wasserstofftechnologie.<br />
Autor: Simon Brugger, CEO CellForm<br />
GmbH, Baienfurt, Deutschland<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
29
Komponenten<br />
Power-to-Heat<br />
Überfluss richtig genutzt <strong>–</strong> Power-to-Heat<br />
Michael Brosig<br />
Die Energiewende ist in vollem<br />
Gange. Bis zum Jahr 2050 soll<br />
Deutschland die benötigte Energie<br />
hauptsächlich aus regenerativen<br />
Quellen wie Wind- und Wasserkraft,<br />
Sonnenenergie, Geothermie oder<br />
nachwachsenden Rohstoffen beziehen.<br />
Ein großes Problem bei diesem<br />
Vorhaben sind bis jetzt aber die ungenügenden<br />
Speichermöglichkeiten<br />
für Energie. Power-to-Heat (P2H),<br />
also die Umwandlung von Stromüberschüssen<br />
in Wärmeenergie,<br />
wird deshalb als geeignete Technologie<br />
immer wichtiger. Die in Maisach<br />
bei München ansässige ELWA<br />
Elektro-Wärme GmbH & Co. KG stellt<br />
unter anderem Power-to-Heat-Systeme<br />
für Kraftwerke her und nutzt<br />
dabei auch Mess- und Regeltechnik<br />
von JUMO.<br />
Bei herkömmlichen Kraftwerken ist<br />
der Fall einfach. Wird zum Beispiel<br />
im Winter oder bei Nacht mehr Elektrizität<br />
benötigt, dann kann einfach<br />
die Leistung hochgefahren werden.<br />
Doch so einfach geht das vor allen<br />
Dingen bei erneuerbaren Energien<br />
nicht mehr. Denn was macht man<br />
Abb. 1: Detailaufnahme der Anlage<br />
mit JUMO-Produkten<br />
an einem sonnigen, windigen Sommertag,<br />
an dem tausende von Photovoltaikanlagen<br />
auf Hochtouren laufen<br />
und die Windparks in Nord- und<br />
Ostsee Unmengen an Energie produzieren?<br />
Wohin mit all dem Strom aus<br />
„Mutter Natur“? Genauso einen Fall<br />
gibt es in den aktuell heißen deutschen<br />
Sommern immer öfter. Die Folgen:<br />
Stromerzeuger müssen sogar<br />
Geld bezahlen, damit die Überschüsse<br />
in andere Netze eingespeist werden<br />
durften.<br />
Diese so genannten „negativen<br />
Strompreise“ sind natürlich keine<br />
Dauerlösung <strong>–</strong> Alternativen müssen<br />
her. Die Umwandlung von Strom in<br />
Wärmeenergie ist ein vielversprechender<br />
Ansatz. Power-to-Heat-Anlagen<br />
kommen unter anderem in<br />
Kraftwerken, Biogasanlagen oder<br />
mit Wärmepumpen zum Einsatz. Bei<br />
Blockheizkraftwerken im Verbund<br />
optimieren P2H-Anlagen den Wirkungs-<br />
und Nutzungsgrad.<br />
Soll die Wärmeenergie nicht direkt<br />
verwendet werden, kann sie gut<br />
und relativ kostengünstig in thermischen<br />
Puffer-Speichern im Haushalt<br />
oder dezentral in großen Wärmespeichern<br />
und Wärmenetzen<br />
gespeichert werden. Auch eine Kombination<br />
mit Batteriesystemen ist<br />
möglich.<br />
Die Lösungen von ELWA sind modular<br />
aufgebaut und deshalb jederzeit<br />
erweiterbar. Sie wurden mit den<br />
Vorgaben maximale Betriebssicherheit,<br />
Verfügbarkeit und Wartungsfreundlichkeit<br />
entwickelt. Das System<br />
besteht aus mindestens einer bis unbeschränkt<br />
vielen Leistungsstationen<br />
von
Komponenten<br />
Power-to-Heat<br />
Abb. 3: Einbausituation des J mTRON T<br />
ration einfach und schnell am Gerät<br />
durchgeführt werden. Eine Vorkonfiguration<br />
kann über einen frontseitigen<br />
Mini-USB-Stecker einfach und<br />
unkompliziert vorgenommen werden.<br />
Das standardmäßige „duale<br />
Ener giemanagement“ führt zu einer<br />
gleichmäßigen Verteilung der Energie<br />
im Netz und sorgt somit für geringere<br />
Energiekosten.<br />
Alle Leistungssteller sind mit<br />
einem Ethernet-basierenden Kommunikationsprotokoll<br />
ausgestattet.<br />
Durch diese Schnittstelle stehen mehr<br />
Daten in kürzerer Zeit zur Verfügung.<br />
Somit lassen sich auch Prozessdaten<br />
wie Laststrom, Lastspannung und Impedanz<br />
stetig übermitteln. Aber auch<br />
Abb. 4: Zweikanal-Prozess- und Programmregler<br />
DICON touch<br />
Angaben zum Energieverbrauch sowie<br />
Diagnosefunktionen wie Netzspannungsschwankungen,<br />
Teillastbruch<br />
und Übertemperatur werden<br />
ausgewertet.<br />
Ein weiteres Produkt, das in den<br />
Power-to-Heat-Anlagen Verwendung<br />
findet, ist der Druckmessumformer<br />
dTRANS p02 DELTA. Dieser misst den<br />
Differenzdruck nichtaggressiver und<br />
aggressiver Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten<br />
(-40 bis +85 °C). Der Druckmessumformer<br />
arbeitet nach dem<br />
piezoresistiven Messprinzip. Das<br />
Ausgangssignal ist ein eingeprägter<br />
Gleichstrom, der dem Eingangsdruck<br />
linear proportional ist. Bei Durchflussmessungen<br />
ist es möglich, das<br />
Ausgangssignal mit radizierter Kennlinie<br />
zum Eingangsdruck einzustellen.<br />
Auch die Temperatur wird bei<br />
ELWA mit der Technik des Fuldaer<br />
Unternehmens überwacht.<br />
Der Sicherheitstemperaturbegrenzer<br />
safetyM STB/STW überwacht zuverlässig<br />
wärmetechnische Prozesse<br />
und versetzt die Anlagen bei Störung<br />
in den betriebssicheren Zustand. Darüber<br />
hinaus werden noch verschiedene<br />
Widerstandsthermometer, Aufbauthermostate,<br />
Microstate und der<br />
Zweikanal-Prozess- und Programmregler<br />
verbaut. Bei besonderen Betriebsmedien<br />
wird zur Überwachung<br />
auch das modulare Mehrkanalmessgerät<br />
für die Flüssigkeitsanalyse angeboten.<br />
Die komplette Anlagensteuerung<br />
erfolgt mit dem Mess-, Regel- und<br />
Automatisierungssystem des Anbieters.<br />
Modular aufgebaut nutzt es einen<br />
Ethernet-basierten Systembus<br />
und eine integrierte SPS. Das universell<br />
einsetzbare System überzeugt<br />
vor allen Dingen mit einem<br />
einfachen, anwendungsorientierten<br />
und benutzerfreundlichen Konfigurationskonzept.<br />
Herzstück ist eine<br />
Zentraleinheit mit einem Prozessabbild<br />
für bis zu 30 Ein-/Ausgangsmodule.<br />
Die CPU besitzt übergeordnete<br />
Kommunikationsschnittstellen inklusive<br />
Webserver. Für individuelle<br />
Steuerungsapplikationen verfügt das<br />
System über eine SPS (CODESYS V3),<br />
Programmgeber- und Grenzwertüberwachungsfunktionen<br />
sowie Mathematik-<br />
und Logikmodule.<br />
Das farbige Multifunktions panel<br />
ermöglicht neben der Visualisierung<br />
sämtlicher Prozesse die komfortable<br />
Bedienung der Regler und<br />
Programmgeber.<br />
Weiterhin ist ein<br />
benutzerabhängiger<br />
Zugriff auf<br />
Parameter-<br />
und<br />
Konfigurationsdaten<br />
des Gesamtsystems<br />
Als<br />
möglich.<br />
Besonderheit<br />
vollwertigen<br />
eines<br />
inklusive<br />
sind die Registrierfunktionen<br />
Bildschirmschreibers<br />
Webserver<br />
implementiert.<br />
Durch serienmäßig<br />
vordefinierte Bildschirmmasken<br />
reduzieren<br />
sich die<br />
Inbetriebnahmezeiten<br />
erheblich. Alle erfassten Daten<br />
werden schließlich mithilfe der Software<br />
PCA3000 analysiert und archiviert.<br />
So konnte der Fuldaer Mess- und<br />
Regeltechnikhersteller durch das umfassende<br />
Portfolio für die Power-to-<br />
Heat-Anlagen von ELWA eine Komplettlösung<br />
aus einer Hand anbieten,<br />
die durch die große Vielfalt der aufeinander<br />
abgestimmten Produkte<br />
überzeugte.<br />
Autor: Michael Brosig,<br />
Pressesprecher JUMO GmbH<br />
& Co. KG, Fulda, Deutschland<br />
Abb. 5: Der Druckmessumformer<br />
dTRANS p02 DELTA<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
31
Komponenten<br />
Energieeffizienz<br />
Riesenrad mit nachhaltigem Antriebssystem minimiert Energiebedarf<br />
Großes Rad, kleiner Fußabdruck<br />
Gunthart Mau<br />
Riesenräder sind seit der Weltausstellung<br />
in Chicago 1893 Publikumsmagneten.<br />
Bei einem technischen<br />
Konzept mit so weit zurückreichender<br />
Geschichte erwartet man<br />
kaum noch Innovationen <strong>–</strong> doch sie<br />
sind möglich, wie das neue transportable<br />
Riesenrad RR 40 von Gerstlauer<br />
Amusement Rides beweist. Es<br />
minimiert mit Hilfe der Power and<br />
Energy Solutions von SEW-Eurodrive<br />
sowohl Energiebedarf als auch den<br />
Bedarf an elektrischer Anschlussleistung<br />
des Aufstellplatzes.<br />
Ein Riesenrad zu montieren war einst<br />
ein kompliziertes Unterfangen <strong>–</strong> das<br />
erste echte Riesenrad, das US-amerikanische<br />
„Ferris Wheel“ von 1893,<br />
musste beim Bau aufwendig mit Gerüsten<br />
gestützt werden und ging mit<br />
sieben Wochen Verspätung in Betrieb.<br />
Das transportable Riesenrad<br />
RR 40 der Firma Gerstlauer aus dem<br />
schwäbischen Münsterhausen dagegen<br />
stellt sich praktisch selbst auf:<br />
Hydraulikzylinder fahren die vier<br />
zentralen Stützen einfach von einem<br />
Sattelauflieger hoch, und ein kleiner<br />
Abb. 1: Nachts verwandeln sparsame und<br />
langlebige LEDs das Riesenrad in ein funkelndes<br />
Lichtermeer. Darüber hinaus bieten<br />
die LED-Lichter die Möglichkeit zum Farbwechsel,<br />
so dass sich die Attraktion ständig<br />
neu präsentiert. (alle Fotos: SEW)<br />
Abb. 2: Gerstlauer Amusement Rides fertigt die Riesenräder als stationäre oder als<br />
transportable Version (hier im Bild). Es gibt sie jeweils in unterschiedlichen Größen. Eine<br />
Besonderheit des Riesenrads RR 40 ist seine Konstruktion mit vier statt der sonst üblichen<br />
acht Masten. Sie sorgen für eine größere Transparenz und eine elegante Optik.<br />
Kran genügt, um die anderen Komponenten<br />
von weiteren vier Tiefladern<br />
aus zu montieren. Das Riesenrad<br />
wird mit Hilfe von vier Reibrädern<br />
gedreht und geht dank LED-Beleuchtung<br />
und eines neuartigen Antriebssystems<br />
von SEW-Eurodrive sehr<br />
sparsam mit der Energie um.<br />
Die vier Stirnradgetriebemotoren<br />
der Baureihe DRN an den Reibrädern<br />
haben einen hohen Wirkungsgrad<br />
und beziehen ihren Strom über<br />
modulare Frequenzumrichter. Diese<br />
wiederum sind über einen DC-Zwischenkreis<br />
hinter zwei Versorgungsmodulen<br />
des Anbieters an das örtliche<br />
Netz angeschlossen. Wurde<br />
früher die Bremsenergie von Riesenrädern<br />
in Wärme umgewandelt und<br />
ging somit verloren, wird sie mit Hilfe<br />
der „Power and Energy Solutions“<br />
nun zwischengespeichert und bei<br />
Bedarf wieder abgerufen: Acht Doppelschichtkondensatormodule<br />
nehmen<br />
aus den Versorgern freiwerdende<br />
Energie bis zu 2.650 kWs auf<br />
und senken so die Energiekosten des<br />
„grünen“ Riesenrads um 20 bis 30<br />
Abb. 3: Besondere Gondelträger in Zackenform<br />
lassen die einzelnen Gondeln freier<br />
hängen und ermöglichen eine ungehinderte<br />
Aussicht für jeden Fahrgast. Durch ihre geschlossene<br />
Bauweise sind die Gondeln auch<br />
besonders für kleinere Fahrgäste geeignet.<br />
Prozent. Durch dieses neue Versorgungskonzept<br />
entsteht ein weiterer<br />
sehr bedeutender Vorteil. Während<br />
ein vergleichbares Riesenrad einen<br />
Anschluss benötigt, der deutlich über<br />
250 kW zur Verfügung stellt, reicht<br />
für das neue System bereits ein um<br />
140 kW kleinerer Netzanschluss aus,<br />
der wesentlich kostengünstigerer ist.<br />
32 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
FILTECH<br />
Abb. 4: Insgesamt acht energieeffiziente Stirnrad-Getriebemotoren<br />
mit 18,5 kW Nennleistung treiben über<br />
Reibradpaare das Riesenrad an.<br />
Das schont die Umwelt und das Budget des<br />
Schaustellerbetriebs. Außerdem kann der Betreiber<br />
sein Fahrgeschäft auch an Plätzen aufstellen,<br />
an denen das bisher wegen fehlender<br />
elektrischer Infrastruktur nicht möglich war.<br />
Der DC-Zwischenkreis mit seinen Supercaps<br />
gleicht auch Spitzenlasten aus: Sie fallen<br />
am Netzanschluss um den Faktor fünf<br />
geringer aus als sonst üblich. Trotz wesentlich<br />
Abb. 5: Der Schaltschrank beinhaltet zwei Versorgungsmodule<br />
und vier Einachsmodule des modularen<br />
Umrichtes. Darunter ist der Blockspeicher mit<br />
den Doppelschicht-Kondensatormodulen eingebaut.<br />
einen Leistungsfaktor von 0,95 das Netz viel<br />
weniger mit Oberwellen belastet <strong>–</strong> gut für die<br />
Netzqualität. Das Zusammenspiel von Energiespeicher,<br />
Antriebsregelung und DC-Zwischenkreis<br />
wird durch einen Controller gesteuert.<br />
Dort kommt ein Softwaremodul zum<br />
Einsatz. Es erfasst die Leistungs- und Energiedaten,<br />
übernimmt das Management des Zwischenkreises,<br />
des AC-Anschlusses und des<br />
Energiespeichers mit Funktionalitäten wie Gerätesteuerung,<br />
Energiezähler, Echtzeit-Datenerfassung<br />
usw.<br />
Das sparsame Riesenrad mit einer Gesamthöhe<br />
von rund 43 Metern ist eine Attraktion<br />
des alteingesessenen Münchner Schaustellerbetriebs<br />
Heinrich Willenborg GmbH,<br />
der auf transportable Riesenräder spezialisiert<br />
ist. 24 Gondeln, die über zackenförmige<br />
Träger außen am Rad montiert sind, bieten<br />
jeweils acht Fahrgästen einen ungehinderten<br />
Panoramablick. Die Antriebstechnik der<br />
Bruchsaler Spezialisten sorgt dabei für maximale<br />
Effizienz. „Gerade im Sonderanlagenbau<br />
ist es ganz wichtig, dass man Partner an<br />
seiner Seite hat, die wissen, worum es geht<br />
und den nötigen Service bieten“, betont der<br />
Leiter Elektrotechnik, der bei Gerstlauer das<br />
neue mobile Riesenrad gemeinsam mit dem<br />
Technischen Büro Augsburg des Antriebsherstellers<br />
konzipierte. Beide Firmen blicken auf<br />
mittlerweile gut zwei Jahrzehnte erfolgreicher<br />
Zusammenarbeit zurück.<br />
Power and Energy Solutions<br />
Bei seinem Riesenrad RR40 setzt Gerstlauer innovative<br />
Lösungen für das aktive Energiemanagement<br />
beim Betrieb des Riesenrades ein.<br />
Das Leistungs- und Energiemanagementsystem<br />
„Power and Energy Solutions“ des Bruchsaler<br />
Antriebsherstellers sorgt dafür, dass die<br />
Bremsenergie aus dem Umrichterzwischenkreis<br />
nicht verloren geht, sondern von einem<br />
Energiespeicher aufgenommen wird. Vor allem<br />
jedoch hilft es, die Anfahrlastspitzen zu verringern.<br />
Dadurch wird die Spitzenlast, die das Riesenrad<br />
aus dem elektrischen Versorgungsnetz<br />
zieht, sehr stark reduziert. Das Speichersystem<br />
trägt zu einer hohen Anlagenverfügbarkeit bei,<br />
indem Energie aus den Speichern <strong>–</strong> auch noch<br />
bei einem Netzausfall <strong>–</strong> zur Verfügung steht.<br />
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current<br />
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challenges<br />
geringerer Anschlussleistung steht den Antrieben<br />
stets die volle Leistung zur Verfügung.<br />
Und weil die modernen Versorgungsgeräte<br />
besonders dafür ausgelegt sind, wird durch<br />
Autor: Gunthart Mau, Referent Fachpresse,<br />
SEW-Eurodrive, Bruchsal, Deutschland<br />
Your Contact: Suzanne Abetz<br />
E-mail: info@filtech.de<br />
Phone: +49 (0)2132 93 57 60
Komponenten<br />
Elastomerdichtungen und biologische Fluide<br />
Bio <strong>–</strong> Lösung aller Probleme?<br />
Elastomerdichtungen im Einsatz mit<br />
biogenen Medien<br />
Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger<br />
Immer mehr biogene Fluide kommen<br />
in unterschiedlichsten technischen<br />
Anwendungen zum Einsatz.<br />
Tendenz stark steigend. Die Motivation<br />
ist hierbei teilweise sehr unterschiedlich.<br />
Die Einsatzgebiete<br />
erstrecken sich von der der chemischen<br />
Prozessindustrie und deren<br />
Peripherie bis hin zu Einsatzgebieten<br />
in der Forst-, Land- und<br />
Wasserwirtschaft. Der Einsatz dieser<br />
biogenen Medien stellt allerdings<br />
eine enorme Herausforderung<br />
an die elastomeren Dichtungen dar.<br />
Als biologische Fluide werden umweltschonende,<br />
biologisch schnell<br />
abbaubare und nicht toxische Medien<br />
bezeichnet. Diese werden zumeist<br />
aus Biomasse hergestellt. Doch warum<br />
kommt es zum vermehrten Einsatz<br />
dieser Fluide, woraus resultiert<br />
die Motivation zum Einsatz dieser<br />
Medien? Neben dem Umweltschutzaspekt<br />
durch Vermeidung von Kontaminationen<br />
des Erdreichs durch Fahrzeuge<br />
oder von Gewässern, ist auch<br />
der Klimaschutz zur Reduzierung des<br />
Treibhausgases CO 2 ein immer wichtiger<br />
werdendes Argument. Darüber<br />
hinaus kann eine größere Unabhängigkeit<br />
vom Erdöl erreicht werden,<br />
da es sich meist um nachwachsende<br />
Rohstoffe handelt. Letztendlich ausschlaggebend<br />
für den Durchbruch<br />
verschiedener biogener Medien dürfte<br />
allerdings die Gesetzgebung mittels<br />
EU-Richtlinien gewesen sein. In<br />
vielen öffentlichen Ausschreibungen<br />
sind beispielsweise biogene Fluide in<br />
den Baufahrzeugen vorgeschrieben.<br />
Doch ein Austausch dieser Fluide<br />
gegen bestehende, auf Mineralöl basierende<br />
Medien, ist nicht ohne Einschränkungen<br />
durchführbar, denn<br />
die Auswirkungen auf viele Bauteile<br />
sind teilweise noch unbekannt und<br />
sehr viele Elastomerdichtungen sind<br />
für diesen Einsatz ungeeignet. Die<br />
Einführung des Vergasertreibstoffes<br />
E10 ist auch auf regulatorische<br />
Markteingriffe zurückzuführen und<br />
auch hier verhalten sich viele Bauteile<br />
im Kontakt anders als mit herkömmlichem<br />
Benzin. In diesem Zusammenhang<br />
ist auch die gesamte chemische<br />
Prozessindustrie direkt und indirekt<br />
betroffen, die in die Herstellung,<br />
Abb. 1: Biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeiten in der Mobilhydraulik.<br />
Photo: Fotolia/GHotz<br />
Lagerung und Beförderung dieser<br />
Medien involviert ist.<br />
Problem beim Einsatz von Hydraulikflüssigkeiten<br />
in empfindlichen<br />
Ökosystemen<br />
Generell ist die Flüssigkeit am umweltfreundlichsten,<br />
die gar nicht erst<br />
aus der Maschine austritt. Doch trotz<br />
Einsatz modernster Maschinen kann<br />
es sowohl beim Betrieb stationärer<br />
Hydraulikanlagen, wie Schleusen,<br />
Wehre, Wasserkraftanlagen als auch<br />
beim Betrieb von Baumaschinen,<br />
Pistengeräte im Gebirge, Geräten in<br />
der Land- und Forstwirtschaft durch<br />
Undichtigkeiten zu Verunreinigungen<br />
von Gewässern und Böden kommen.<br />
In diesem Fall müssen die Hydraulikflüssigkeiten<br />
und Schmierstoffe<br />
frei von ökotoxikologisch kritischen<br />
Stoffen sein.<br />
In der hydraulischen Antriebstechnik<br />
werden deshalb zunehmend<br />
biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeiten<br />
eingesetzt. Diese können<br />
herkömmliche FKM Dichtungen jedoch<br />
stark angreifen und machen<br />
einen langfristigen Einsatzzeitraum<br />
nahezu unmöglich. Biologisch abbaubare<br />
Hydraulikflüssigkeiten bestehen<br />
entweder aus Triglyceriden,<br />
wobei es sich oft um pflanzliche Öle<br />
(z. B. Rapsöl) mit der Bezeichnung<br />
HEES (Hydraulik Oil Environmental<br />
Ester Synthetic) handelt oder um synthetischen<br />
Ester mit der Bezeichnung<br />
HEES (Hydraulik Oil Environmental<br />
Ester Synthetic). Diese Fluide sind als<br />
Schadstoffe der Schadstoffklasse I<br />
zugeordnet.<br />
In der modernen Hydraulik werden<br />
verstärkt auch Spezial-Hochleistungs-Hydraulikflüssigkeiten<br />
eingesetzt.<br />
Diese sind additiviert, aber nicht<br />
auf Mineralölbasis hergestellt. Es<br />
handelt sich hierbei um synthetische,<br />
wasserfreie Flüssigkeiten (HFD),<br />
34 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Komponenten<br />
Elastomerdichtungen und biologische Fluide<br />
welche eine höhere Dichte als Mineralöl<br />
haben und schwer entflammbar<br />
sind. Hierzu zählen u. a. Phosphorsäureester<br />
(HFD-R), wasserfreie chlorierte<br />
Kohlenwasserstoffe (HFD-S)<br />
oder eine Mischung aus HFD-R und<br />
HFD-S, sowie wasserfreie andere Zusammensetzungen<br />
(HFD-U), bestehend<br />
aus Fettsäureestern. Allerdings<br />
greifen sowohl die biologisch abbaubaren<br />
als auch die synthetischen Hydraulikflüssigkeiten<br />
herkömmliche<br />
elastomere Dichtungswerkstoffe an.<br />
Ein Hochleistungs-FKM-Compound<br />
muss in all diesen Bereichen auch<br />
über einen langen Zeitraum problemlos<br />
einsetzbar sein.<br />
E10 Vergaserkraftstoff<br />
Auch wenn der E10 Kraftstoff schon<br />
lange eingeführt ist, gibt es immer<br />
noch Diskussionen um die 10%ige<br />
Ethanolbeimischung zum handelsüblichen<br />
Benzin (E10) <strong>–</strong> sowohl auf<br />
Anwenderseite als auch bei den<br />
Dichtungsherstellern. Die Elastomerdichtungen,<br />
die dauerhaft mit dem<br />
E10 Vergaserkraftstoff in Kontakt<br />
kommen, sind keineswegs nur in den<br />
E10-Kraftstoff verbrennenden PKW<br />
oder LKW selbst zu finden, sondern in<br />
der Peripherie der gesamten Herstellungs-<br />
und Beförderungskette dieser<br />
Kraftstoffe. Die Hersteller als auch<br />
Logistiker, haben mit dem E10 Vergaserkraftstoff<br />
teilweise größte Schwierigkeiten.<br />
So verkürzen sich die Wartungsintervalle<br />
teilweise extrem, da<br />
die bisher eingesetzten Dichtungen<br />
nicht lang genug widerstandsfähig<br />
sind.<br />
Einfluss auf die Dichtungswerkstoffe<br />
Konventionelle Dichtungswerkstoffe,<br />
die nicht speziell für den Kontakt<br />
mit biogenen Medien ausgelegt sind,<br />
können bei dauerhaftem Kontakt mit<br />
diesen Fluiden unterschiedliche negative<br />
Veränderungen aufweisen. So<br />
kommt es bei diesen Dichtungswerkstoffen<br />
zu Änderungen der physikalischen<br />
Eigenschaften. Hierzu zählen<br />
beispielsweise eine Volumenänderung<br />
(Quellung) oder auch eine Änderung<br />
der Werkstoffhärte. Zudem<br />
kann auch die chemische Beständigkeit<br />
(z. B. durch Hydrolyse) stark<br />
Abb. 2: Dichtungsherausforderung bei Kraftstoffen mit Bioanteil<br />
reduziert werden. Alle Veränderungen<br />
Tests auf unübliche Extremsituationen<br />
redu zieren die Dichtungsei-<br />
genschaften z. T. erheblich und führen<br />
früher oder später zur Leckage<br />
bzw. zum vorzeitigen Austausch der<br />
Dichtungen.<br />
ausgeweitet. Auch hier übergenschaften<br />
zeugte der FKM Werkstoff BF 750 mit<br />
Ergebnissen, die weit unterhalb jeder<br />
Toleranzgrenze liegen, wie die nachstehenden<br />
Daten belegen. Neben<br />
den rein biogenen Kraftstoffen wurden<br />
Getesteter FKM Werkstoff für den<br />
Einsatz in biogenen Medien<br />
auch entsprechende Verschnit-<br />
te mit konventionellen Kraftstoffen<br />
in die Untersuchung mit einbezogen.<br />
Der unabhängige Hersteller C. Otto<br />
Gehrckens GmbH (COG) hat speziell<br />
für diese Einsatzgebiete einen FKM<br />
Dichtungswerkstoff mit der Bezeichnung<br />
Neben einer sehr guten Heißwasser-<br />
und Dampfbeständigkeit,<br />
ist dieser FKM-Werkstoff laut Hersteller<br />
auch resistent gegenüber al-<br />
„BF 750“ entwickelt, der sich in len herkömmlichen Kraftstoffen<br />
der Praxis vielfältig bewährt hat. Bei<br />
diesem Werkstoff handelt es sich um<br />
ein hochfluorhaltiges Polymer der<br />
3. Generation auf Basis von Fluorkautschuk<br />
(FKM). Dieser Compound<br />
wurde von der COG Mischungsentwicklung<br />
speziell für die hohen Anforderungen<br />
im Einsatz in biogenen<br />
Medien entwickelt und in einem unabhängigen<br />
und vielen anderen Medien, wie beispielsweise<br />
Alkoholen und Säuren.<br />
Der entwickelte Werkstoff BF 750<br />
ist überall dort einsetzbar, wo die<br />
Dichtungsmaterialien mit den oben<br />
genannten Medien in Kontakt kommen.<br />
Hierzu zählen Hydraulikkomponenten,<br />
Rohre, Leitungen, Ventile,<br />
Tankstellen-Zapfanlagen und deren<br />
Labor getestet. Das Peripherie, Pumpen, Motoren, Kupp-<br />
Ergebnis übertraf alle Erwartungen, lungen, Vakuumpumpen, Kessel,<br />
denn im normalen Einsatz sind praktisch<br />
Autoklaven, Schlauchdichtungen,<br />
keine Werkstoffveränderungen<br />
aufgetreten. Deshalb wurden die<br />
etc. Die Einsatzgebiete sind äußerst<br />
vielseitig.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022<br />
35
Modulares, axial geteiltes Gehäuse<br />
Werkstoffe: Kohlenstoffstahl, Edelstahl,<br />
Duplex Edelstahl; weitere auf Anfrage<br />
Axial split modular ca<br />
Materials: carbon steel, stainless steel,<br />
duplex stainless steel; others on request<br />
Differen<br />
Komponenten<br />
Elastomerdichtungen und biologische Fluide<br />
Nach Einlagerung bei 72 h/23 °C<br />
Medium B100 B5 E85 Vegetable Oil Ethanol Fuel C<br />
Änderung der<br />
Härte<br />
Änderung der<br />
Reißfestigkeit<br />
Änderung der<br />
Dehnung<br />
Änderung des<br />
Gewichts<br />
Änderung des<br />
Volumens<br />
Pkt. 0 0 -1 0 -1 -1<br />
% 0 0 0 0 0 0<br />
% 0 0 0 0 0 0<br />
% 0,0 0,0 +0,3 0,0 +0,2 +0,1<br />
% 0,0 0,0 +0,7 0,0 +0,5 +0,1<br />
Nach Einlagerung bei 72 h/70 °C<br />
Medium B100 B5 E85 Vegetable Oil Ethanol Fuel C<br />
Änderung der<br />
Härte<br />
Änderung der<br />
Reißfestigkeit<br />
Änderung der<br />
Dehnung<br />
Änderung des<br />
Gewichts<br />
Änderung des<br />
Volumens<br />
Pkt. -1 -2 -7 0 -5 -5<br />
% -11 -10 -20 -5 -19 -17<br />
% -6 -8 -9 -3 -10 -9<br />
% +0,5 +0,4 +3,1 +0,1 +2,2 +1,9<br />
% +0,8 +0,9 +7,3 +0,1 +5,5 +5,3<br />
Fazit<br />
Dient der Einsatz biologischer Medien<br />
nun eher zur Lösung von Problemen<br />
oder werden dadurch nur neue Probleme<br />
geschaffen? Beides oder zumindest<br />
auf die Perspektive kommt<br />
es an. Der zunehmende Einsatz biologischer<br />
Fluide hat sehr viele Vorteile,<br />
aber auch nicht zu vernachlässigende<br />
Nachteile. Zu den Vorteilen müssen<br />
eindeutig die Reduzierung der Umweltbelastung<br />
und die Reduzierung<br />
des CO 2 -Ausstoßes gezählt werden.<br />
Aber auch die Minderung der Abhängigkeit<br />
vom Erdöl kann als sehr positiv<br />
bewertet werden.<br />
Demgegenüber müssen jedoch<br />
die teilweise deutlich negativen<br />
Auswirkungen auf unterschiedliche<br />
Bauteile, die mit diesen Medien<br />
dauerhaft in Kontakt kommen, als<br />
nachteilig gewertet werden. Viele<br />
bisher problemlos eingesetzte Dichtungswerkstoffe<br />
können in dem veränderten<br />
Umfeld nicht mehr zum Einsatz<br />
kommen. Auch die Kostenspirale<br />
wird durch den notwendigen Einsatz<br />
höher wertiger Werkstoffe nach oben<br />
gedreht. Ob die Materialkosten allerdings<br />
unter langfristigen Gesichtspunkten<br />
betrachtet tatsächlich merklich<br />
steigen, bleibt abzuwarten.<br />
Es liegt nun an den Herstellern,<br />
eine Anpassung an die jeweilige Anwendung<br />
vorzunehmen und neue,<br />
spezielle Werkstoffe zu entwickeln.<br />
Diese müssen auf die Kontaktmedien<br />
getestet sein und die sehr hohen Anforderungen<br />
erfüllen. Nur so kann gewährleistet<br />
werden, dass diese über<br />
einen langen Zeitraum sicher funktionieren.<br />
Für den Anwender ist, wie<br />
E-Mail<br />
in dem Beispiel eines speziellen FKM<br />
Werkstoffs aufgeführt, ein universell<br />
geeigneter Dichtungswerkstoff für<br />
den Einsatz mit biogenen Medien optimal<br />
und bietet eine größtmögliche<br />
Sicherheit.<br />
Phone + 49 (0) 911 2018-0<br />
Fax + 49 (0) 911 2018-100<br />
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90441 Nürnberg<br />
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Abb. 3: Der unabhängige Hersteller C. Otto Gehrckens GmbH (COG) hat speziell für diese<br />
Einsatzgebiete einen FKM Dichtungswerkstoff mit der Bezeichnung „BF 750“ entwickelt<br />
Autor:<br />
Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger<br />
Leiter Operative Anwendungstechnik,<br />
C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG,<br />
Pinneberg, Deutschland<br />
www.klaus-union.com<br />
ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH<br />
ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENGLISH ENG<br />
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DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUT<br />
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DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEU<br />
H DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH<br />
DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEU<br />
DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DEUTSCH DE<br />
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Axial split modular casing<br />
on steel, stainless steel,<br />
steel; others on request<br />
Differenzdruck-Begrenzungsventil<br />
Differential pressure limiting valve<br />
Spalttopfausführungen:<br />
E metallisch / nicht-metallisch<br />
E einschalig / doppelschalig<br />
Containment shell executions:<br />
E metallic / non-metallic<br />
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Messen und Veranstaltungen<br />
FILTECH 2023<br />
Effizienzoptimierung durch Filtration<br />
Der Geheimtipp für saubere und<br />
effiziente Prozesse<br />
Umweltschutz und Produktivität<br />
müssen kein Widerspruch sein: Unternehmen,<br />
die ihren CO 2 -Fußabdruck<br />
konsequent reduzieren und<br />
die Ökobilanz ihrer Prozesse und<br />
Produkte optimieren, können klimaschonend<br />
wachsen. Entscheidend<br />
für ganzheitliche Effizienzoptimierung<br />
ist jedoch, sämtliche Bereiche<br />
des Betriebs zu berücksichtigen. Dabei<br />
kann auch die Betrachtung von<br />
Filtrations- und Separationsverfahren<br />
lohnend sein. Einblicke in sämtliche<br />
Bereiche der Filtration und<br />
Separation aller Arten von Medien<br />
erhalten Besucher auf der FILTECH.<br />
Die Kombination aus Messe und<br />
Kongress bietet alles, was sie für<br />
effiziente Trenntechnik in ihren<br />
Prozessen benötigen. Vom 14. bis<br />
16. Februar 2023 findet die FILTECH<br />
das nächste Mal statt.<br />
Saubere Umgebungsluft, sichere Produkte,<br />
effiziente Prozesse: Für einen<br />
reibungslosen Betrieb, der keine<br />
negativen Auswirkungen auf Mensch<br />
und Umwelt hat, spielen Filtrationsund<br />
Separationsverfahren eine unverzichtbare<br />
Rolle. Besonders naheliegend<br />
ist diese Bedeutung in der<br />
Energieversorgung und in der Produktion:<br />
Wo bis auf weiteres unverzichtbare<br />
Verbrennungsprozesse<br />
stattfinden, müssen Betreiber Sorge<br />
tragen, geltende Grenzwerte und<br />
Umweltauflagen einzuhalten. Auch<br />
die Emission von Schadstoffen kann<br />
durch Filtertechnik effektiv vermieden<br />
werden.<br />
Eine unauffälligere, doch nicht<br />
weniger wichtige Rolle für die Effizienz<br />
des Betriebs <strong>–</strong> und damit auch<br />
für die Ökobilanz des gesamten Unternehmens<br />
<strong>–</strong> spielt Filtrationstechnik<br />
in den primären Prozessen der<br />
Produktion. Zum Beispiel in der Getränkeherstellung:<br />
Anwender, die<br />
auf rückspülbare Filter setzen, vereinfachen<br />
die Reinigung, erhöhen die<br />
Standzeiten des Systems und erreichen<br />
qualitativ hochwertige Ergebnisse<br />
ressourcenschonend und nachhaltig.<br />
Auch in anderen Bereichen der<br />
Prozessindustrie oder bei Verarbeitungsprozessen<br />
können moderne Filtersysteme<br />
ökonomische und ökologische<br />
Vorteile erbringen, die sich für<br />
Betreiber langfristig rechnen.<br />
Anlagen und Komponenten,<br />
Dienstleistungen und Know-how für<br />
die Energiewirtschaft und die produzierende<br />
Industrie bieten die Aussteller<br />
der FILTECH an. Auf der Kombination<br />
aus Messe und Kongress<br />
erhalten Besucher branchenspezifisches<br />
Fachwissen und Möglichkeiten<br />
zum persönlichen Austausch<br />
über die Filtration und Separation<br />
aller Arten von Medien.<br />
Fokussierte Fachmesse mit über<br />
440 Ausstellern<br />
Vom 14. bis 16. Februar 2023 wird<br />
die FILTECH auf dem Messegelände<br />
in Köln wieder ihre Tore für Besucher<br />
öffnen <strong>–</strong> weniger als ein Jahr<br />
Abb. 1+2: Fachwissen und persönlicher Austausch: Auf der FILTECH können Besucher sich über aktuelle Trends aus Forschung und<br />
Entwicklung informieren und ein breites Angebot an Produkten und Dienstleistungen erleben. Quelle: FILTECH Exhibitions Germany<br />
38 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Messen und Veranstaltungen<br />
FILTECH 2023<br />
nach dem vorigen Termin im<br />
Frühjahr 2022. Aufgrund der Corona-Pandemie<br />
musste vom üblichen<br />
eineinhalbjährlichen Intervall<br />
abgewichen werden. „Die<br />
Innovationskraft der Filtrationsbranche<br />
ist sehr groß“, so der<br />
Veranstalter FILTECH Exhibition<br />
Germany. Auf der FILTECH 2023<br />
werden dem Fachpublikum wieder<br />
zahlreiche Innovationen präsentiert<br />
<strong>–</strong> auch von vielen neuen<br />
Ausstellern, die erstmals mit dabei<br />
sind.<br />
Besuchern wird ein breites<br />
Spektrum an Produkten und<br />
Dienstleistungen geboten: Neben<br />
Separations- und Trenntechnik<br />
gehören auch Messtechnik,<br />
Analytik und Laborbedarf<br />
sowie Neuigkeiten aus Wissenschaft<br />
und Forschung zum Programm.<br />
Branchengrößen sind<br />
dabei ebenso vertreten wie Spezialisten.<br />
Hinzu kommen zahlreiche<br />
Forschungs- und Entwicklungsinstitute.<br />
Da der Wunsch nach reiner,<br />
hygienischer Umgebungsluft<br />
nicht nur in der Produktion<br />
seit 2020 stark gestiegen ist, legen<br />
zahlreiche Aussteller auch einen<br />
Fokus auf Produkte wie stationäre<br />
Luftreiniger und Anlagen<br />
in unterschiedlichsten Dimensionierungen.<br />
HVAC-Systeme der<br />
Aussteller erreichen Abscheideraten<br />
von über 99,9 Prozent und<br />
können Betreiber mit energieeffizienten<br />
Lösungen für alle Anwendungen<br />
in Betriebsgebäuden unterstützen.<br />
Ob Luftreinigung oder Filtrationsprozesse<br />
im Betrieb: Dass<br />
der Bedarf nach neuen Produkten<br />
und Dienstleistungen<br />
ungebrochen hoch ist, beweist<br />
auch die große Zahl der Aussteller.<br />
Nach aktuellem Stand erwartet<br />
der Veranstalter auf der<br />
FILTECH 2023 bereits jetzt über<br />
440 Unternehmen <strong>–</strong> so viele wie<br />
noch nie zuvor.<br />
Persönlicher Austausch im Mittelpunkt<br />
des Kongresses<br />
Traditionell wird der Ausstellungsbereich<br />
der FILTECH zudem<br />
von einem starken Kongress ergänzt.<br />
Besucher haben so nicht<br />
nur die Gelegenheit, aktuelle Produkte<br />
und Services live zu erleben,<br />
sondern können sich im<br />
Kongressbereich zusätzlich über<br />
Trends aus Forschung und Entwicklung<br />
informieren. Für die<br />
hohe Qualität der Vorträge bürgt<br />
der wissenschaftliche Beirat der<br />
FILTECH unter dem Vorsitz von<br />
Dr. Harald Anlauf (KIT) und Prof.<br />
Eberhard Schmidt (Bergische<br />
Universität Wuppertal): Experten<br />
internationaler Universitäten,<br />
Forschungseinrichtungen und<br />
Unternehmen begutachten die<br />
eingereichten Beitragsvorschläge<br />
und stellen ein Programm<br />
zusammen, das wertvolle Informationen<br />
aus allen Bereichen<br />
der Branche gewährleistet.<br />
Mehr als 200 Präsentationen erwartet<br />
der Veranstalter für die<br />
FILTECH 2023.<br />
Der Kongress auf der Veranstaltung<br />
ist in Einheiten unterteilt,<br />
die alle relevanten Themen behandeln.<br />
Sieben Themenbereiche<br />
stehen im Fokus:<br />
<strong>–</strong> Fest-Flüssig-Trennung<br />
<strong>–</strong> Feststoff-Gas-Trennung<br />
<strong>–</strong> Filtermedien<br />
<strong>–</strong> Prüfung, Instrumentierung und<br />
Steuerung<br />
<strong>–</strong> Simulation und Modellierung<br />
<strong>–</strong> produktbezogene Verfahren<br />
<strong>–</strong> Membranprozesse<br />
Zusätzlich widmet sich der Kongress<br />
auf der FILTECH 2023 aktuellen<br />
Branchentrends wie<br />
selektiver Abtrennung, Mikroverfahrenstechnik<br />
und Nanofluidik,<br />
Nebel- und Tröpfchenabscheidung<br />
sowie der biologischen Abgasreinigung<br />
mit Biofiltern. Am<br />
13. Februar 2023, also bereits einen<br />
Tag vor der Eröffnung des<br />
Ausstellungsbereichs, finden<br />
zwei fokussierte Tageskurse statt,<br />
die darüber hinaus gezielt Ingenieure,<br />
Wissenschaftler, Manager<br />
und anderes technisches Personal<br />
adressieren, die anwendungsnahes<br />
Wissen über Themenbereiche<br />
der Fest-Flüssig-Trennung<br />
und der Feinstaubabscheidung<br />
benötigen.<br />
Filtrationsprozesse für Sicherheit<br />
und Effizienz<br />
Umweltbelastungen,<br />
Energiepreise,<br />
Mitarbeiterschutz <strong>–</strong> es<br />
gibt viele gute Gründe, die Filtrations-<br />
und Separationsprozesse<br />
im Betrieb genau unter die Lupe<br />
zu nehmen und Optimierungspotentiale<br />
zu identifizieren. Auf<br />
keiner anderen Fachveranstaltung<br />
erhalten Besucher so umfassende<br />
und tiefgreifende Expertise<br />
zu Trennprozessen wie<br />
auf der FILTECH: Im Ausstellungsbereich<br />
finden Anlagenbetreiber<br />
die richtigen Produkte und Services.<br />
Auf dem Kongress können<br />
sie sich mit Fachleuten über aktuelle<br />
Trends austauschen und entscheidende<br />
Wissensvorsprünge<br />
erhalten. Zur erfolgreichen Planung<br />
des Besuchs finden Interessenten<br />
auf filtech.de eine Ausstellerliste,<br />
eine Übersicht über<br />
Fokusthemen und Branchen sowie<br />
das umfangreiche Konferenzprogramm.<br />
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www.filtech.de<br />
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Hammelmann erweitert Leistungsspektrum<br />
der HAMPRO ® Baureihe<br />
Im Rahmen der ersten ACHEMA seit Wiederaufleben der Präsenzmessen<br />
zeigte die Hammelmann GmbH, Oelde, ihre neu entwickelte<br />
HAMPRO ® 1600, die als jüngstes Mitglied die etablierte HAMPRO ® -<br />
Serie ergänzt und das Leistungsspektrum nach oben erweitert.<br />
Mit einer Antriebsleistung von bis zu 1600 kW wird ein Arbeitsdruck<br />
von 3.000 bar ermöglicht. Dabei erreicht die Hochdruckpumpe<br />
ein Fördervolumen von 258 l/min (15,4 m 3 /h). Das maximale Fördervolumen<br />
von 4.266 l/min (256 m 3 /h) wird bei einem Betriebsdruck von<br />
200 bar erreicht.<br />
für den Einsatz in kleinen Behältern, wie IBCs, oder leistungsstarke<br />
Lösungen für Großbehälterreinigung.<br />
Individuelle Tankreinigungsvorrichtungen der Aquarex ® Baureihe werden<br />
an individuelle Anforderungen angepasst. Dabei reicht die Bandbreite<br />
der Lösungen von mobilen Haspelsystemen über gasdichte<br />
Lanzen- und Haspelsysteme bis hin zu festinstallierten, vollautomatisierten<br />
Systemen.<br />
Wie auch die weiteren Pumpen der HAMPRO ® Baureihe zeigt sich die<br />
HAMPRO ® 1600 ausgesprochen variabel hinsichtlich der Fördermedien<br />
und findet überall dort Anwendung, wo hohe Leistungen, Drücke und<br />
Zuverlässigkeit gefordert sind. Verwendete Werkstoffe sowie die konstruktive<br />
Auslegung des Systems sind für den Dauerbetrieb optimiert.<br />
Die stehende Bauweise minimiert die mechanische Belastung der Bauteile<br />
in Kombination mit dem lastwechselfreien Pumpenkopf aus Edelstahl<br />
und sichert eine hohe Laufruhe. Zehn Plunger bewegen das Fördermedium<br />
nahezu pulsationsfrei durch die Maschine und sorgen für<br />
eine hohe Leistungsdichte und einen Wirkungsgrad von bis zu 95%.<br />
Abb. 2: Die Aquamat Tankreinigungssysteme decken mit unterschiedlichen Größen<br />
und Spezifikationen die ganze Bandbreite an Anforderungen ab.<br />
Zur Steigerung der Arbeitssicherheit bei der Reinigung von Rohrflanschen<br />
zeigt das Oelder Unternehmen ein Flanschreinigungssystem.<br />
Auf dem Rohr montiert, bietet es dank der verstellbaren<br />
Arbeitsposition und der konstanten Rotation per Druckluft viele Anwendungsbereiche<br />
am Rohrflansch und Stutzen, um die Intensivreinigung<br />
von Material sicherzustellen. Der Flanschreiniger nutzt eine<br />
Masterjet Rotordüsen und ist auch für polierte Hochdruckflansche geeignet,<br />
da die immer gleiche Arbeitsposition einen sicheren Abstand<br />
zum Flansch gewährleistet.<br />
Entstehende Rückstoßkräfte werden komplett aufgenommen,<br />
während der Bediener aus sicherer Entfernung steuert.<br />
Abb. 1: HAMPRO ® 1600 <strong>–</strong> die neueste Ergänzung im umfangreichen Prozesspumpenprogramm<br />
der Hammelmann GmbH<br />
Hammelmann GmbH<br />
Carl-Zeiss-Str. 6-8<br />
59302 Oelde<br />
Tel +49 (2522) 76-0<br />
mail@hammelmann.de<br />
www.hammelmann.com<br />
Die HAMPRO ® 1600 kann zum Entzundern von Stahl, zum Fördern von<br />
Ammoniak und anderer Chemikalien, zum Einpressen von Wasser in<br />
Erdgaslagerstätten, zum Spülen von Förderleitungen und in vielen weiteren<br />
industriellen Produktionsprozessen eingesetzt werden. In der<br />
Ausführungsvariante „Zero Emission“ ist das Fördermedium komplett<br />
von der Umgebung getrennt, so dass in keinem Betriebszustand Fördermedium<br />
nach außen entweichen kann.<br />
Umfassende Lösungen für Tank- und Flanschreinigung<br />
Jede erdenkliche Anforderung an die Tank- und Behälterreinigung<br />
deckt das Unternehmen mit den Aquamat und Aquarex ® Baureihen<br />
ab. Hier stehen Tankreinigungsgeräte von S bis XXL zur Verfügung. Speziallösungen<br />
in ATEX-Ausführung oder für die Chemikalienförderung<br />
gehören ebenso zum Sortiment, wie sehr kompakte Aus führungen<br />
Dichtungen für Wasserstoffventile<br />
Brennstoffzellensysteme werden in vier Teilsysteme unterteilt: Brennstoffaufbereitungssystem<br />
- Luftaufbereitungssystem - Wärmemanagementsystem<br />
- Brennstoffzellenstack.<br />
Zur Erreichung der bestmöglichen Leistung müssen die Funktionen<br />
aller Teilsysteme perfekt aufeinander abgestimmt werden. Ventile<br />
steuern auf der einen Seite die gasförmige Brennstoffzufuhr und auf<br />
der anderen Seite das Ablassen des Kondensats. In der Regel werden<br />
zwei Arten von Ventilen verwendet: ein Ventil mit Ein/Aus-Funktion zum<br />
Ablassen von Kondensat oder zum Absperren des Tanks sowie<br />
ein Proportionalventil zur Dosierung der Durchflussmenge am<br />
40<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Stack Einlass. Beispiele hierfür sind Wasserstoffregelventile oder<br />
Tanküberlauf ventile.<br />
Den Dichtungen in diesen Ventilen kommt dabei eine entscheidende<br />
Rolle zu, da Wasserstoff ein hoch flüchtiges und leicht entzündbares<br />
Gas ist. Von den Dichtungen hängen daher nicht nur die Effizienz, Prozessstabilität<br />
und Wiederholbarkeit, sondern auch die Sicherheit des<br />
gesamten Systems ab.<br />
Grundfos erweitert sein Angebot<br />
an solarbetriebenen SQFlex-Unterwasserpumpen<br />
Grundfos erweitert das Solarpumpen-Programm und vergrößert die<br />
SQFlex-Baureihe <strong>–</strong> solarbetriebene Unterwasserpumpen. Die SQFlex<br />
ist nun in fünf Modellen mit hoher Drehzahl <strong>–</strong> drei mit großer, einem<br />
mit mittlerer und einem mit kleiner Förderleistung <strong>–</strong> erhältlich. So<br />
können die Anforderungen solarbetriebener Wasserpumpenanwendungen<br />
noch einfacher erfüllt werden.<br />
„Die Erweiterung der SQFlex-Produktreihe verdeutlicht die kontinuierliche<br />
Fokussierung von Grundfos auf das Entwickeln von Produkten,<br />
die nicht nur die Anforderungen und Erwartungen unserer Kunden erfüllen,<br />
sondern auch unserer Verpflichtung entsprechen, nachhaltige<br />
Lösungen anzubieten“, erklärt Tom Drew, Global Business Development<br />
Manager bei Grundfos für solarbetriebene Wasserversorgungsprodukte.<br />
Die Pumpen der SQFlex-Baureihe lassen sich mit solarbetriebenen,<br />
windbetriebenen oder Anlagen mit Solar- und Windenergieversorgung<br />
kombinieren und sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich:<br />
5 Modelle als Exzenterschneckenpumpe (Durchmesser: 3 Zoll) und<br />
11 Modelle als Kreiselpumpe (Durchmesser: 3 bzw. 4 Zoll).<br />
Die wichtigsten Leistungsanforderungen an Dichtungen in Wasserstoffventilen<br />
sind:<br />
<strong>–</strong> Beständigkeit gegen hohe Drücke über 800 bar<br />
<strong>–</strong> Geringe Leckage im statischen und dynamischen Betrieb<br />
<strong>–</strong> Hohe funktionelle und chemische Beständigkeit<br />
<strong>–</strong> hohe Zuverlässigkeit<br />
<strong>–</strong> Geringe Reibung und Verschleiß<br />
<strong>–</strong> Bewältigung extremer Bedingungen wie hohe/niedrige<br />
Temperaturen oder Vibrationen<br />
<strong>–</strong> Erfüllung der Sicherheitsanforderungen während der erwarteten<br />
Lebensdauer<br />
„Mithilfe der erweiterten SQFlex-Solarpumpenbaureihe können unsere<br />
Kunden die Möglichkeiten ihrer Solaranwendung voll ausschöpfen“,<br />
so Jakob Normann Olesen, Global Lead Product Specialist bei<br />
Grundfos für solarbetriebene Wasserversorgungsprodukte. „Ganz<br />
gleich, ob sie eine Anlage für ein Wohngebäude, für die Bewässerung<br />
von Kulturpflanzen oder für die Wasserversorgung von Vieh in entlegenen<br />
Gebieten benötigen.“<br />
Zur Gewährleistung von kleinstmöglichen Leckage-Raten müssen<br />
Kons truktion und Werkstoff der Dichtung perfekt auf den Bauraum<br />
und die Anwendungsbedingungen abgestimmt sein. Für Wasserstoffventile<br />
bieten sich federunterstütze Dichtungen in speziellen Ausführungen<br />
an. Es werden hochdruckfeste Werkstoffe mit geringer<br />
Druckverformung und sehr niedriger Permeation eingesetzt, z.B. modifizierte<br />
PTFE- und PEEK-Compounds. Aber auch kostengünstigere<br />
Werkstoffe können bei nachgewiesener Funktionalität eine Wahl sein.<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH<br />
Etzelstr. 10<br />
74321 Bietigheim-Bissingen<br />
Tel +49 (7142) 583-0<br />
ekt.wasserstoff@elringklinger.com<br />
www.elringklinger-kunststoff.de<br />
Die gesamte SQFlex-Pumpenbaureihe bietet mehrere Vorteile, mit denen<br />
Brunnenbauunternehmen Zeit einsparen und einen zuverlässigen<br />
Pumpenbetrieb sicherstellen können. Dazu gehören folgende:<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022 41
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
<strong>–</strong> Größter Eingangsspannungsbereich auf dem Markt (30<strong>–</strong>300 V DC,<br />
90<strong>–</strong>240 V AC)<br />
<strong>–</strong> Wechselrichter mit Universalanschluss (unabhängig von Polarität),<br />
direkt in die Pumpe integriert<br />
<strong>–</strong> Hocheffizienter Permanentmagnet-/bürstenloser<br />
Gleichstrommotor<br />
<strong>–</strong> Konstruktion aus Edelstahl AISI 304 oder 316 mit Opferanode<br />
möglich<br />
<strong>–</strong> 8 integrierte Schutzfunktionen, einschließlich Trockenlauf- und<br />
Motorschutz<br />
<strong>–</strong> Praktisch keine Wartung<br />
Die SQFlex-Pumpe ist Teil vom Grundfos-Angebot an solarbetriebenen<br />
Wasserlösungen, die eine sichere und zuverlässige Wasserversorgung<br />
gewährleisten, Energiekosten reduzieren und eine klimafreundliche<br />
Unabhängigkeit vom Stromnetz bieten. Grundfos bietet solarbetriebene<br />
Wasseranlagen an, die skalierbar und mit digitalen Funktionen<br />
ausgerüstet sind. Diese vereinfachen die Konfiguration und Überwachung,<br />
so dass sie eine Alternative zu den herkömmlichen Strom- und<br />
Wassernetzen darstellen.<br />
Weitere Informationen zur SQFlex-Produktreihe finden Sie auf<br />
grundfos.de.<br />
GRUNDFOS GMBH<br />
Schlüterstr. 33<br />
40699 Erkrath<br />
Tel +49 (211) 92969-0<br />
infoservices@grundfos.com<br />
www.grundfos.de<br />
Medien und Anwendungen hinweg zu bewältigen. Dies umfasst Ventile<br />
für Wasserstoffanwendungen bei kryogenen und erhöhten Temperaturen<br />
sowie unter Hochdruck. Das kombinierte Produktangebot<br />
von coax, quadax und m-tech <strong>–</strong> den drei bedeutenden Marken der<br />
Gruppe <strong>–</strong> erfüllt die Anforderungen der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette,<br />
einschließlich Wasserstoffproduktion, -speicherung,<br />
-transport, -nachfüllung, -testständen und industriellen Anwendungen.<br />
„Wasserstoff hat sich in den letzten Jahren zu einem Megatrend entwickelt,<br />
ist für uns aber nichts Neues“, erklärt Antonio Erriu, Geschäftsführer<br />
der müller co-ax gmbh. „In den vergangenen Jahrzehnten<br />
haben wir tausende Ventile für den Wasserstoffbetrieb für viele unterschiedliche<br />
Anwendungen hergestellt und geliefert, so dass wir über<br />
umfassende Erfahrung und eine ausgezeichnete Erfolgsbilanz verfügen.<br />
Wasserstoff ist ein leicht entzündliches Gas, das leckagefreie Ventile<br />
erfordert. Wir haben nachweislich viel Erfahrung in diesem Bereich,<br />
und das ist es, wonach die meisten Kunden suchen.“<br />
Vorteile der coaxialen Konstruktion<br />
Das coaxiale Ventil ist nicht umsonst im Namen des Unternehmens<br />
enthalten, denn es bildet den Kern seiner Identität. Die einzigartige<br />
Konstruktion des coaxial Ventils hat viele Vorteile gegenüber herkömmlichen<br />
Ventilen, insbesondere die vollständige Druckentlastung.<br />
„Die coaxiale Konstruktion gewährleistet, dass die Kräfte innerhalb des<br />
Ventils ausgeglichen sind.“, erklärt Antonio Erriu. Das gestattet einen<br />
schnellen wiederholbaren Betrieb in weniger als 30 Millisekunden, so<br />
dass coaxial Ventile eines der schnellsten Ventile auf dem Markt sind.<br />
Coaxial Ventile haben nur ein einziges bewegliches Bauteil. Dadurch<br />
sind sie praktisch wartungsfrei und haben eine bis zu zehnfach längerer<br />
Lebensdauer als herkömmliche Ventile.<br />
coax ® Ventile für die Wasserstoffindustrie<br />
Mit dem Ziel, in Deutschland die Treibhausgasneutralität bis 2050 zu<br />
bewerkstelligen, setzen viele Branchen auf Wasserstoff als Alternative<br />
zu fossilen Brennstoffen. Neben den zahlreichen Vorteilen, die Wasserstoff<br />
mit sich bringt, gilt es bei der Herstellung, Transport oder Lagerung<br />
einige Herausforderungen zu meistern. Die müller co-ax gmbh,<br />
ein deutscher Ventilhersteller und Weltmarktführer im Bereich coaxialer<br />
Ventiltechnik, bewährt sich bereits seit Jahrzehnten im Umgang<br />
mit Wasserstoff. Die einzigartige Ventilkonstruktion birgt entscheidende<br />
Vorteile, die den gesamten Wertschöpfungsprozess betreffen.<br />
1960 hatte Gottfried Müller einen genialen Einfall und erfand das<br />
coaxial Ventil. Damit legte er den Grundstein für das heutige globale<br />
Unternehmen, das weiterhin im Familienbesitz steht und ein<br />
breites Spektrum von Industriekunden in aller Welt bedient. Mehr<br />
denn je ist die müller coax group zur Weiterentwicklung von Hochleistungsventilen<br />
für extremste Betriebsbedingungen verpflichtet.<br />
Der Unter nehmergeist sowie die Leidenschaft für Innovation und<br />
Exzellenz ihres Gründers Gottfried Müller sind noch heute die treibenden<br />
Kräfte für die müller coax group als zuverlässiger und bewährter<br />
Partner der internationalen Industrie. Das Unternehmen<br />
verfügt über tausende Ventilvarianten und -ausführungen, die ihm gestatten,<br />
praktisch jede technische Herausforderung über Branchen,<br />
Durch ein druckentlastetes Ventil können mit demselben Antrieb sowohl<br />
Vakuum als auch Hochdruckanwendungen betätigt werden. Dadurch<br />
ist es nicht notwendig, bei höheren Drücken größere Antriebe<br />
bzw. Kräfte zu verwenden, so dass der Ventilkörper als auch der Ventilantrieb<br />
in ihren Abmessungen gleich und kompakt bleiben. All diese<br />
Merkmale gewährleisten, dass das coaxial Ventil extrem anpassungsfähig<br />
und für ein breites Spektrum von Anwendungen geeignet ist, einschließlich<br />
Wasserelektrolyse, Wasserstoffspeicherung, Nachfüllstationen,<br />
Brennstoffzellen, Gasturbinen und Testständen. müller coax hat<br />
einen Kundenstamm aus unterschiedlichen Industriesektoren, darunter<br />
auch Partner, die Wasserstoff als Brennstoff oder Rohstoff einsetzen.<br />
Coaxial Ventile mit einer Nennweite von einem Millimeter bis 250<br />
Millimeter können überall dort eingesetzt werden, wo Wasserstoff zur<br />
Anwendung kommt. Sie bieten ein Höchstmaß an Dichtigkeit.<br />
coax ® Ventile überzeugen im Umgang mit Wasserstoff<br />
Ventile von müller coax bewähren sich seit Jahrzehnten in der Wasserstoffindustrie.<br />
Von der Herstellung über die Speicherung bis hin<br />
42<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
zur Verwendung in den unterschiedlichsten Sektoren werden coax ®<br />
Ventile eingesetzt.<br />
Eins steht fest: Im Umgang mit Wasserstoff hat Sicherheit höchste Priorität.<br />
Wasserstoff ist in Verbindung mit Sauerstoff reaktiv. Außerdem<br />
verflüchtigt er sich schnell und benötigt eine geringe Zündenergie. Daneben<br />
handelt es sich um ein farb- und geruchsloses Gas und somit<br />
kann ein Austreten und damit die Brandgefahr nur schwer identifiziert<br />
werden. Alle eingesetzten Komponenten müssen einwandfrei funktionieren.<br />
„Aufgrund dieser Eigenschaften setzen wir bei coax auf eine sorgfältige<br />
Materialauswahl der Ventile, im Besonderen der Teile, die mit dem<br />
Medium in Verbindung kommen. Zudem kann Wasserstoff in Verbindung<br />
mit Sauerstoff, beispielsweise aus der Luft, ein zündfähiges Gemisch<br />
bilden, weshalb die Dichtheit der Armaturen im Besonderen<br />
nach außen sehr wichtig ist. Die Zuverlässigkeit und Sicherheit unserer<br />
Ventile wird durch Einhaltung der Standards sowie eine 100 %ige<br />
Dichtheitsprüfung im Haus sichergestellt.“, erklärt Erriu.<br />
Wasserstoff weist eine niedrige volumenbezogene Energiedichte auf,<br />
weshalb zum Speichern größere Tanks oder höhere Drücke benötigt<br />
werden <strong>–</strong> im Vergleich zu Erdgas drei Mal so viel. coax ® Ventile bewähren<br />
sich im Hochdruck und der Steuerung von Gasen. Gemeinsam mit<br />
den Kunden werden Lösungen für neue oder bestehende Technologien,<br />
beispielsweise im Bereich der Wasserstoffbetankung, gefunden.<br />
Die druckentlasteten Ventile sind ab 0 bar einsatzfähig und besonders<br />
energiesparend bei hohen Betriebsdrücken.<br />
Ein zuverlässiger und flexibler Partner<br />
Die umfassende Expertise des Unternehmens macht müller coax<br />
zum Partner erster Wahl, gerade bei anspruchsvollen Anwendungen,<br />
wo kompromisslose Qualität unabdingbar ist. Durch die langjährige<br />
Erfahrung und Expertise in der Ventiltechnik werden genau die gewünschten<br />
Lösungen, die erforderlich sind, um nachhaltigen Erfolg im<br />
Umgang mit Wasserstoff zu garantieren, angeboten.<br />
müller co-ax gmbh<br />
Friedrich-Müller-Str. 1<br />
74670 Forchtenberg<br />
Tel +49 7947 828-617<br />
Fax +49 7947 828-11<br />
info@co-ax.com<br />
www.co-ax.com<br />
Ein großer Schritt in Richtung<br />
Energiewende<br />
Wir beschäftigen uns seit den letzten Jahren vermehrt mit dem<br />
Thema Wasserstoff. Langjährige Kunden, beispielsweise in der Marineindustrie,<br />
richten sich neu aus und neue Geschäftsfelder entstehen.<br />
„Als innovativer Ventilhersteller ziehen wir mit unseren Kunden<br />
an einem Strang und scheuen uns nicht, Neues auszuprobieren“, so<br />
der Geschäftsführer der müller co-ax gmbh. Natürlich befindet man<br />
sich bei vielen Anwendungen noch in der Anfangsphase. müller coax<br />
versteht sich als Partner, der von Anfang an zur Seite steht und auf die<br />
individuellen Kundenbedürfnisse eingeht.“<br />
Lösungen für neue und bestehende Technologien<br />
Wasserstoff kann aufgrund seiner geringen Atomgröße durch<br />
Metalle diffundieren, wodurch diese an Festigkeit verlieren. Dieser Vorgang<br />
wird als Wasserstoffversprödung bezeichnet. Besonders gefährdet<br />
sind höherfeste Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt. Eher unempfindlich<br />
hingegen sind austenitische Stähle wie 316 oder 316L, welche<br />
vorzugsweise in der Wasserstoffindustrie verwendet werden.<br />
Wilo und Schneider Electric eröffnen H 2 Powerplant auf dem Wilopark<br />
in Dortmund<br />
Der multinationale Technologiekonzern Wilo hat seine Wasserstoffanlage<br />
am Firmensitz in Dortmund offiziell in Betrieb genommen. Die<br />
feierliche Eröffnung der H 2 Powerplant fand während der internationalen<br />
Industriekonferenz auf dem Wilopark in Dortmund statt. In Kooperation<br />
mit dem französischen Elektrotechnik-Konzern Schneider<br />
Electric entstand in den letzten Monaten die H 2 Powerplant. Wilo sieht<br />
darin eine der Schlüsseltechnologien, um die Pariser Klimaschutzziele zu<br />
erreichen.<br />
Abb. 1: Hier noch eingehüllt: Die H 2 Powerplant auf dem Wilopark in Dortmund.<br />
(alle Photos: WILO SE)<br />
Kooperation für grüne Wasserstoffsysteme<br />
„Egal, ob in der Industrie, im Verkehr oder im Wärmesektor: Unsere<br />
Gesellschaft braucht grüne Energie in allen Lebensbereichen“, sagte<br />
Oliver Hermes, Vorstandsvorsitzender und CEO der Wilo Gruppe,<br />
während der Eröffnungsfeier. Im Anschluss unterzeichneten Oliver<br />
Hermes und Jean-Pascal Tricoire, Vorstandsvorsitzender und CEO von<br />
Schneider Electric, ein Memorandum of Understanding (MoU), in dem<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022 43
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
beide Unternehmen die Vertiefung ihrer strategischen Zusammenarbeit<br />
definieren. „Mit dieser Anlage schaffen wir die Grundlage für ein<br />
autarkes, dezentrales und regeneratives Energieversorgungsnetz und<br />
zeigen, wie Industrieunternehmen mit zukunftsweisenden und technologieoffenen<br />
Lösungen einen essenziellen Beitrag zum Klimaschutz<br />
und zur Nachhaltigkeit leisten können,“ so Oliver Hermes weiter.<br />
ebnen. Langfristiges Ziel ist es, bei der Erzeugung, Speicherung, Verteilung<br />
und dem Einsatz von klimaneutralem Wasserstoff ein Global<br />
Player zu werden. Hierfür hat Wilo bereits im vergangenen Jahr<br />
mit dem Aufbau eines eigenen Wasserstoffteams das Fundament<br />
gelegt. Schneider Electric bringt mit seiner EcoStruxure Microgrid<br />
Advisor- und der EcoStruxure Automation Expert-Lösung die neuesten<br />
digitalen Technologien von Electricity 4.0 für ein hochautomatisiertes<br />
Smart Grid ein.<br />
Nun planen die beiden Kooperationspartner die serienmäßige Produktion<br />
von grünen Wasserstoffsystemen für die dezentrale Energieversorgung<br />
industrieller und privater Anwendungen. „Wir freuen uns,<br />
dass wir die strategische Partnerschaft mit der Wilo Gruppe ausbauen<br />
können. Mit der Wasserstoffanlage und den damit verbundenen<br />
Anwendungen zielen wir darauf ab, saubere, kohlenstoffarme Energie<br />
mit verbesserter Effizienz für bestimmte Segmente bereitzustellen:<br />
Logistik, Rechenzentren sowie den Industrie-Mittelstand.“, erklärt<br />
Jean-Pascal Tricoire.<br />
Abb. 2: Die feierliche Eröffnung der H2Powerplant. Im Bild v.l.n.r: Jean-Pascal<br />
Tricoire (Vorstandsvorsitzender und CEO von Schneider Electric), Oliver Hermes<br />
(Vorstandsvorsitzender und CEO der Wilo Gruppe), Georg Weber (Chief Techn ology<br />
Officer der Wilo Gruppe) und Christophe De Maistre (DACH Zone President von<br />
Schneider Electric).<br />
Energiekrise beschleunigt die Wende<br />
Nicht zuletzt die anhaltende Energiekrise hat vielerorts die Bemühungen<br />
um nachhaltige Lösungen beschleunigt. Wilo treibt die<br />
Energiewende schon seit Jahrzehnten mit effizienten Produkten und<br />
Lösungen voran. „Als Innovationsführer der Branche war und ist Wilo<br />
Vorreiter in Sachen Energieeffizienz“, erklärt Oliver Hermes. Fester<br />
Bestandteil dieser Unternehmensidentität: Der multinationale Technologiekonzern<br />
gestaltet Wandlungsprozesse aktiv mit und findet Antworten<br />
auf globale Herausforderungen. Die Unternehmensstrategie des Technologiekonzerns<br />
umfasst schon lange Antworten und Lösungen zu den wesentlichen<br />
Megatrends Urbanisierung, Wasserknappheit, Globalisierung<br />
2.0, Klimawandel und Energieknappheit, die von der digitalen Transformation<br />
als Schlüsselfaktor flankiert werden.<br />
Wasserstoff, der aus grüner Energie wie Photovoltaik oder Windkraft<br />
erzeugt wird, ist CO 2 -neutral, lässt sich lagern und transportieren.<br />
Zudem bietet das Molekül wichtige Speicherkapazitäten für Solarstrom.<br />
Bereits eine Tonne kann bis zu 33.330 kWh Energie speichern.<br />
Das entspricht dem Jahresverbrauch von elf Drei-Personen-Haushalten<br />
in einem Mehrfamilienhaus. Die Anlage auf dem Wilopark kann in<br />
dem 29,8 Meter langen Tank bis zu 520 Kilogramm Wasserstoff speichern<br />
und besteht aus vier Kernkomponenten: der Photovoltaikanlage<br />
auf dem Dach der Smart Factory, einem Elektrolyseur (geliefert von<br />
Enapter), einem Wasserstoffspeicher und einer Brennstoffzelle (geliefert<br />
von Proton Motor). Der Elektrolyseur trennt die Molekülverbindungen<br />
des Wassers (H 2 O) in Wasserstoff (H 2 ) und Sauerstoff (O) auf.<br />
Auf diese Weise soll das modulare System bis zu 10 Tonnen grünen<br />
Wasserstoff pro Jahr produzieren <strong>–</strong> vollständig aus regenerativen Energien.<br />
„Auch die Abwärme, die der Elektrolyse-Prozess freisetzt, können<br />
wir direkt vor Ort im Verbundsystem nutzen oder in Kälte umwandeln“,<br />
erklärt Oliver Hermes. „So optimieren wir den gesamten Systemwirkungsgrad<br />
und leisten einen weiteren großen Beitrag zur effizienten,<br />
krisenfesten und klimaneutralen Produktion auf dem Wilopark.“ Zunächst<br />
dient die Anlage als Notstrom- oder Netzersatzversorgung. Die<br />
aktuellen Planungen erlauben aber sogar eine Erweiterung für eine autarke<br />
Energieversorgung von bis zu zwei Tagen.<br />
Ein starkes Stück Klimaschutz „Made in Dortmund“<br />
Die neue strategische Partnerschaft von Wilo und Schneider Electric<br />
soll den Übergang zur umweltfreundlichen Wasserstoff-Technologie<br />
Abb. 3: Nach der Enthüllung: Die H2Powerplant wird künftig grünen Wasserstoff<br />
zur Energieversorgung des Wiloparks produzieren. Der Tank hat eine Gesamt länge<br />
von 29,8 Metern, einen Durchmesser von 2,8 Metern und kann 520 Kilogramm<br />
Wasserstoff speichern.<br />
WILO SE<br />
Wilopark 1<br />
44263 Dortmund<br />
Deutschland<br />
Tel +49 (231) 4102-0<br />
Fax +49 (231) 4102-7363<br />
example@mail.com<br />
www.wilo.com<br />
44<br />
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Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Vielfältige Einsatzgebiete für<br />
energieeffiziente Hochdruckpumpen<br />
Ob bei der Energiegewinnung, in der Chemie-, Lebensmittel- und Schwerindustrie<br />
oder in der Prozesstechnik: Hochdruck-Plungerpumpen<br />
arbeiten hoch effizient und rund um den Globus in den verschiedensten<br />
Einsatzbereichen.<br />
Abb. 1: Anwendungsvielfalt von URACA-<br />
Produkten rund um den Globus<br />
An wenigen Beispielen lassen sich<br />
die Individualität und das Spektrum<br />
der Nutzungsmöglichkeiten<br />
von Hochdruckpumpen aufzeigen.<br />
Bedingt durch Wirkungsgrad und<br />
Einsatzmöglichkeiten liefern die<br />
Pumpen einen entscheidenden<br />
Beitrag zur Verbesserung unserer<br />
Umweltbedingungen.<br />
Zunächst soll der Fokus auf<br />
einem industriellen Projekt aus<br />
der aktuellen Themenwelt rund<br />
um das Thema Mobilität, insbesondere<br />
Wasserstoff, liegen: Gastanks<br />
für die Fahrzeugindustrie<br />
werden in der Regel mit etwa 700<br />
bar Fülldruck betrieben. Nachdem<br />
diese <strong>–</strong> wie jeder andere Kraftstofftank auch <strong>–</strong> unzählige Male wieder<br />
befüllt werden sollen, ist es im Rahmen der Qualitätsprüfung wichtig,<br />
die Eigenschaft der Druckbeständigkeit mit ausreichend Prüfzyklen sicher<br />
zu stellen. Hierfür werden spezielle Druckprüfaggregate eingesetzt,<br />
die es ermöglichen, mittels der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse<br />
über eine Vielzahl von Prüfzyklen, die Druckbeständigkeit und<br />
damit die Sicherheit der Tanks im dauerhaften Einsatz an exemplarischen<br />
Tests für die jeweiligen Produktionschargen nachzuweisen.<br />
Eine zyklische Druckprüfung ist für den Tankhersteller ökonomisch<br />
wie ökologisch von Vorteil, da die mittlere Leistungsaufnahme bei diesen<br />
Anlagen nur etwa 50 Prozent gegenüber anderen technischen<br />
Lösungen wie zum Beispiel einer Anlage mit Druckumsetzer beträgt.<br />
Der Zyklustest beschreibt eine zunehmende, schwellende Druckbelastung<br />
des Testobjektes zwischen einer variabel einstellbaren<br />
Ober- und Untergrenze. Der eingestellte Druck wird reproduzierbar<br />
mit einer Toleranz von ±10 bar bei Maximaldruck und ±5 bar bei<br />
Minimaldruck angefahren. Kurz vor Erreichen des eingestellten Maximalwertes<br />
wird, zum Erreichen der Sinuscharakteristik, die Drucksteigerungsrate<br />
angepasst. In dem Bereich des Maximalwertes wird der<br />
Druck gehalten. Nach einer frei definierbaren Haltezeit baut man den<br />
Druck über die ebenfalls einstellbare Entlastungszeit wieder ab, wobei<br />
er nach Erreichen der unteren Druckstufe ebenfalls über eine bestimmte<br />
Zeit gehalten wird. Haltezeit und Druckentlastung können in<br />
0,1 Sekunden Schritten definiert werden. Die Anlage erreicht einen<br />
Maximaldruck von P max<br />
= 1.300 bar, dabei kann der Minimaldruck auf<br />
P min<br />
= 10 bar eingestellt werden. Insgesamt werden 50.000 <strong>–</strong> 150.000<br />
Zyklen pro Test objekt gefahren, wobei abhängig von der Behältergröße<br />
die maximale Anzahl auf 10 Zyklen pro Minute begrenzt ist. Der<br />
Ener gieeinsatz beschränkt sich auf die kurzen, zeitlich begrenzten Phasen<br />
des Druckaufbaus, für alle anderen Phasen wird keine nennenswerte<br />
Pumpenleis tung benötigt.<br />
Für die zyklische Druckprüfung wird ein Pumpenaggregat DP724<br />
eingesetzt. Das Herz der Anlage ist eine Hochdruck-Plungerpumpe<br />
vom Typ KD724, angetrieben von einem frequenzgesteuerten Elektromotor.<br />
Das Aggregat kann einen sinusähnlichen Druckverlauf darstellen<br />
und liefert <strong>–</strong> abhängig vom Medium <strong>–</strong> reproduzierbare Ergebnisse<br />
für bis zu 150.000 Prüfzyklen. Der Druck ist bis 1.300 bar flexibel einstellbar.<br />
Mittels einer im Aggregat verbauten Ventilstation werden die<br />
benötigten Verläufe im Druckauf- und im Druckabbau realisiert. Die<br />
komplette Anlage beinhaltet neben dem Aggregat einen Wassertank<br />
mit Booster-Pumpe zur unabhängigen Versorgung und eine Rückkühlanlage<br />
für das im geschlossenen Kreislauf verwendete Prüfmedium.<br />
Eingebaut in einen schallgedämmten Container ist die Druckprüfeinheit<br />
flexibel einsetzbar. Die elektrische Steuerung, welche in das System<br />
des Betreibers eingebunden werden kann, ermöglicht eine individuelle<br />
und flexible Einstellung der Prüfparameter.<br />
Eckdaten auf einen Blick<br />
Prüfdruck max.:<br />
1.300 bar<br />
Prüfdruck min.:<br />
10 bar<br />
Anlagenleistung:<br />
110 kW<br />
Anzahl Prüfzyklen: 50.000 <strong>–</strong> 150.000<br />
Druckverlauf pro Zyklus: Sinusförmig<br />
Prüfmedium:<br />
Wasser<br />
Abb. 2: Hochdruck-Pumpenaggregat KD724E für die zyklische Druckprüfung<br />
Abb. 3: Flexibel einsetzbares Pumpenaggregat als Containeraufbau<br />
Ein zweites Beispiel aus dem Bereich neuer, klimaverträglicher<br />
Energieträger ist die Herstellung von Biodiesel: Ein Kraftstoff mit vielen<br />
Herausforderungen.<br />
Hochdruckpumpen liefern hier einen wichtigen Beitrag zur Herstellung<br />
der umweltfreundlichen Treibstoffe. Biodiesel oder auch Fettsäuremethylester<br />
(FAME) ist ein Kraftstoff, der in der Verwendung dem<br />
mineralischen Dieselkraftstoff gleichkommt. Die chemische Industrie<br />
gewinnt Biodiesel durch Umesterung pflanzlicher oder tierischer Fette<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022 45
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
und Öle mit einwertigen Alkoholen wie Methanol oder Ethanol. Bei der<br />
Herstellung werden die im Öl enthaltenen Fettsäuren mit Hilfe eines<br />
Katalysators vom Glycerin abgespalten und mit Methanol chemisch<br />
umgewandelt, d.h. verestert. In verschiedenen Schritten entstehen<br />
dabei der Kraftstoff „Biodiesel“ als Hauptprodukt und das Nebenprodukt<br />
„Glycerin“, welches als Lebensmittelzusatzstoff und in der Medizin<br />
zum Einsatz kommt. Das Methanol wird im Kreislauf wieder in den<br />
Reaktor zurückgeführt.<br />
Bei heutigen industriellen, patentierten Verfahren, so genannten<br />
superkritischen Prozessen, laufen verschiedene Reaktionen gleichzeitig<br />
und innerhalb weniger Minuten ab. Sie erreichen eine maximale<br />
Ausbeute und benötigen dank der speziellen Prozessparameter keine<br />
Katalysatoren mehr. Dafür werden Hochdruckpumpen für die<br />
Förderung von Methanol und Fettsäuren gegen hohe Drücke eingesetzt.<br />
Je nach Produktionsanlage werden hier Pumpenleistungen bis<br />
zu mehreren hundert Kilowatt benötigt. Die besonderen Herausforderungen<br />
für die Hochdruckpumpen liegen in den Eigenschaften der<br />
Fördermedien: Methanol beispielsweise hat kaum schmierende Eigenschaften,<br />
andere Medien neigen zu früher Kristallisation, was den<br />
Pumpenbetrieb empfindlich stören und zu reduzierten Standzeiten<br />
führen kann.<br />
Auch die örtlichen Gegebenheiten wie der Einsatz in Ex-Bereichen<br />
oder besonders hohe oder niedrige Temperaturen stellen enorme Herausforderungen<br />
an die Pumpenaggregate und damit an deren Hersteller.<br />
Die Einhaltung lokaler Vorschriften, Normen und Zertifikate<br />
runden das Anforderungsprofil für den Pumpenlieferanten ab.<br />
Abb. 4: Hochdruck-Pumpenaggregat zur Förderung von überkritischem CO 2<br />
für die Extraktion<br />
Parameter Prozessdruck, Prozesstemperatur und Volumenstrom der<br />
Extraktionsanlage sehr genau auf den erforderlichen Sollwerten gehalten<br />
werden.<br />
Die Druckerzeugung und Volumenstromregelung erfolgt bevorzugt<br />
durch eine Verdrängerpumpe, die den hohen Anforderungen an die<br />
Regelfähigkeit und den konstanten Volumenstrom gerecht wird und<br />
sich damit sehr gut den Eigenschaften des CO 2 anpassen kann. Durch<br />
entsprechende Schadraumminimierung kann mit einer oszillierenden<br />
Verdrängerpumpe trotz der hohen Kompressibilität des flüssigen Kohlendioxids<br />
ein sehr guter volumetrischer Wirkungsgrad erreicht werden.<br />
Aufgrund der hohen Prozessdrücke und der relativ geringen Volumenströme<br />
ist dieser Pumpentyp für die CO 2 -Extraktion besonders<br />
gut geeignet. Verdrängerpumpen stellen daher die einzige Pumpengattung<br />
dar, die bei gutem Gesamtwirkungsgrad, d.h. wirtschaftlich,<br />
die geforderten Prozessdaten erreicht und eine genaue Einhaltung der<br />
Parameter gewährleistet. Diese Stabilität folgt aus der guten Drehzahlproportionalität<br />
des Volumenstroms und seiner weitgehenden Unabhängigkeit<br />
vom Prozessdruck.<br />
In Bezug auf die Auslegung der Pumpe, die das CO 2 für die Extraktion<br />
fördern soll, werden besondere Anforderungen gestellt. Um das<br />
CO 2 in den überkritischen Zustand zu überführen, muss es zunächst<br />
in der Pumpe auf den erforderlichen überkritischen Druck verdichtet<br />
werden. Im Vergleich zu Wasser zeigt flüssiges Kohlendioxid eine<br />
erheblich höhere Kompressibilität. Die für die Fördermenge wesentlichen<br />
Dichtewerte (saugseitig und druckseitig) lassen sich aus Tabellen<br />
der thermodynamischen Zustandsgrößen entnehmen.<br />
Daneben sind die Erfordernisse nach hoher Dauerfestigkeit der<br />
Bauteile sowie einer kavitationsfreien Förderung bei hohem Gesamtwirkungsgrad<br />
der Pumpe zu beachten. Die Verdrängerabdichtung und die<br />
Dichtheit der Saug- und Druckventile sind dabei besonders gefordert.<br />
Die Anforderungen an die flüssigkeitsberührten Teile sind nur<br />
durch ganz spezielle Konstruktionen in Verbindung mit dem Einsatz<br />
von Sonderwerkstoffen zu erfüllen. Einziges Standardelement einer<br />
solchen Pumpe ist das Triebwerk mit Kreuzkopf und Kurbeltrieb.<br />
Zusammengefasst liegen die Vorteile der Verdrängerpumpe in der<br />
Präzision und Regelfähigkeit der Prozessdaten, ebenso wie einer hohen<br />
Dauerfestigkeit der Bauteile und nicht zuletzt in ihrer energieeffizienten<br />
Arbeitsweise, basierend auf dem ihr eigenen hohen volumetrischen<br />
Wirkungsgrad.<br />
Die langjährigen Erfahrungen, das hohe Fachwissen und die konstruktiven<br />
Feinheiten zeichnen daher die robusten und langlebigen Pumpen<br />
aus dem Hause URACA zur Zufriedenheit der Kunden aus. Weitere Beispiele<br />
rund um den Themenbereich Flüssiggas sind die CO 2 -Extraktion<br />
oder auch die Einpressung von CO 2 in Lagerstätten.<br />
Lebensmittel- und Pharmaindustrie stellen bei der Extraktion<br />
von Wirk- und Wertsubstanzen, Aroma- und Geschmacksstoffen notwendigerweise<br />
sehr hohe Anforderungen an die Qualität und Wirtschaftlichkeit<br />
des Extraktionsprozesses, wobei der optimale Ablauf<br />
des Prozesses stark von der Qualität und von der Regelfähigkeit der<br />
Prozessdaten im Hochdruckbereich abhängt. Die effiziente industrielle<br />
Nutzung dieses Verfahrens erfordert eine hohe Zuverlässigkeit und<br />
Funktionsfähigkeit der wichtigsten technischen Systemkomponenten.<br />
Deshalb nehmen bei diesem Verfahren die Pumpen zur Druckerhöhung<br />
des flüssigen CO 2 eine Schlüsselstellung im Prozess ein, lassen<br />
sich die Pumpen doch zielsicher auf die CO 2 -Bedingungen abstimmen.<br />
Aus demselben Rohstoff können durch geeignete Wahl der Prozessparameter<br />
(Druck und Temperatur) auch unterschiedliche Wirkstoffe<br />
extrahiert werden. Diese Eigenschaft des CO 2 verlangt, dass die<br />
Abb. 5: Elektrisch angetriebenes Pumpenaggregat für die Produktion von Biodiesel<br />
Gerade diese Eigenschaften prädestinieren die Hochdruckpumpen<br />
auch zur Verpressung von CO 2 in unterirdische Lagerstätten. Mit zunehmender<br />
Anwendungsvielfalt und steigenden Anforderungen ist die<br />
Entwicklung neuer Produkte von elementarer Bedeutung. Aus dieser<br />
Motivation heraus hat URACA mit den beiden neuen Pumpentypen<br />
P3-85 und P5-85 die Leistungsbereiche um 700 kW und 1200 kW mit<br />
46<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
kompakten Pumpen ergänzt und eine neue Pumpenreihe im oberen<br />
Bereich geschaffen.<br />
Damit wird das Produktportfolio um zwei äußerst kompakte<br />
Plunger pumpen erweitert, deren Hauptmerkmale ihre kurze Bauweise<br />
wie auch das integrierte Getriebe sind. Mit einem Hub von 100 mm<br />
und einer Stangenkraft von 280 kN kann die mittlere Kolbengeschwindigkeit<br />
relativ geringgehalten werden. Die Baureihe Px-85 ermöglicht<br />
bei gleichzeitiger Einhaltung der Begrenzung der mittleren Kolbengeschwindigkeit<br />
durch die API 674 eine Leistungssteigerung im Vergleich<br />
zu langhubigen Maschinen entsprechender Leistungsklassen.<br />
geleitet. Zur Vermeidung von äußerst kritischen Betriebszuständen, ist<br />
es deshalb existenziell wichtig, einen Ausfall der Förderpumpen auszuschließen.<br />
Üblicherweise werden dafür redundante Lösungen mittels<br />
Stand-By Kapazität für die Pumpen eingesetzt. Zusätzlich wird jede<br />
eingesetzte Pumpe durch eine angepasste Instrumentierung in ihrem<br />
Betrieb überwacht, um mögliche Fehler frühzeitig zu erkennen und<br />
entsprechend reagieren zu können, ohne dass es zu einer Gefahrensituation<br />
kommt.<br />
Abb. 7: Hochdruck-Pumpenaggregat P3-70 für Heißöl<br />
Abb. 6: Plungerpumpe P5-85 für die Prozessindustrie<br />
Die kurze Bauweise, der Wegfall externer Getriebe und die gleichzeitige<br />
Leistungsoptimierung gegenüber vergleichbaren getriebelosen Typen<br />
erweitern die Einsatzmöglichkeiten zu Gunsten der Anwender enorm.<br />
Dadurch können im Einzelfall nicht nur mehrere Pumpen durch eine ersetzt<br />
werden, die neue Baureihe erschließt auch Anwendungsbereiche,<br />
die bisher durch langhubige und sehr langsam laufende Typen bedient<br />
werden mussten. Diese Möglichkeiten bringen neben der Platzersparnis<br />
zudem eine Kostenreduktion im Vergleich zum Gesamtensemble mit<br />
Getriebe, Wandler und ähnlichen Zusatzaggregaten.<br />
Eckdaten auf einen Blick: P3-85 P5-85<br />
Leistung P max<br />
700 kW 1.200 kW<br />
Hub<br />
100 mm<br />
Stangenkraft<br />
280 kN<br />
Förderströme bis ca. 2.100 l/min 3.500 l/min<br />
Getriebe<br />
integriert oder mit langer Welle<br />
Jahrzehnte lange Erfahrungen in der Entwicklung und im Bau von<br />
Hochdruck-Plungerpumpen, modernste Technik und höchste Fertigungsqualität<br />
bei maximaler Fertigungstiefe haben URACA zu einem<br />
führenden Unternehmen in der Branche gemacht. Die neu entwickelten<br />
Hochdruckpumpen setzen diesen Erfolgskurs fort.<br />
In der Petrochemie, speziell bei Cracking Prozessen, den zentralen<br />
Bausteinen einer Raffinerie, werden die Ausgangsprodukte zur<br />
Herstellung von Kraftstoffen, Farb- und Kunststoffen, Arzneimitteln,<br />
Waschmitteln und vielen anderen Produkten erzeugt.<br />
Den bei solchen Anwendungen eingesetzten Pumpen werden<br />
höchst anspruchsvolle Eigenschaften abverlangt. Sie müssen nicht nur<br />
hohe Drücke beherrschen, sondern diese auch unter hohen Mediumstemperaturen<br />
leisten können, und dies alles bei einem maximalen<br />
Maß an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.<br />
Rückstandsöl beispielsweise, welches nach der Destillation von<br />
Schweröl, Bitumen oder auch normalem Erdöl anfällt, wird zur weiteren<br />
Verarbeitung auf etwa 150-250 bar komprimiert und unter Beimischung<br />
von reinem Wasserstoff bei bis zu 450°C in den Hydrierreaktor<br />
Auch hinsichtlich der Pumpenkonzeption muss einem Ausfall entgegengewirkt<br />
werden. Das Fördermedium Öl ist zunächst als gutmütig<br />
und als einfach handhabbar zu bezeichnen, jedoch kann Rückstandsöl<br />
eine Menge aggressiver und korrosiv wirkender Bestandteile enthalten.<br />
Als wichtigste Vertreter hierbei sind Schwefel insbesondere<br />
bei hohen Temperaturen und Schwefelwasserstoff zu nennen. So hat<br />
Schwefel bei gemäßigten Temperaturen noch positive Eigenschaften<br />
bezüglich der Schmierfähigkeit zwischen Plunger und Packungsabdichtung.<br />
Bei hohen Temperaturen ändert sich jedoch das Verhalten in negativer<br />
Weise bis hin zu stark korrosiver Wirkung. Schwefel greift dabei<br />
die metallischen Werkstoffe an, die in Berührung mit dem Fördermedium<br />
stehen. Die Herausforderung besteht in der Auswahl und dem<br />
Einsatz von hochwertigen Legierungen, um Korrosion zu verhindern.<br />
Hohe Betriebstemperaturen bedeuten immer auch, dass sich die Komponenten<br />
unter Wärmeeinwirkung ausdehnen. Diesen Umständen<br />
konstruktiv Rechnung zu tragen und dafür zu sorgen, dass Pumpen<br />
auch im aufgeheizten Zustand noch einwandfrei funktionieren bedarf<br />
eines großen Erfahrungsschatzes und speziellem Know-how!<br />
Seit Jahrzehnten bewähren sich URACA Pumpen in den Prozessen<br />
der Raffinerien rund um den Globus. Auch neue Raffinerien setzen<br />
speziell bei der Förderung von Heißölen und von Waschwasser auf<br />
Hochdruck-Plungerpumpen aus dem Hause URACA. Die hochsensiblen<br />
Prozesse erfordern Pumpen, die jederzeit und dauerhaft genau das<br />
leis ten, was von ihnen abverlangt wird. Genau an dieser Stelle stellt sich<br />
die Frage nach der Wirtschaftlichkeit der Hochdruckpumpen. Die hohe<br />
Qualität und die Zuverlässigkeit der URACA Pumpen wirken sich, besonders<br />
auch nach vielen Betriebsjahren <strong>–</strong> sowohl in ökonomischer als<br />
auch in ökologischer Hinsicht sehr positiv aus. Sehr lange Laufzeiten,<br />
geringerer Energiebedarf, bedingt durch hohe Wirkungsgrade und<br />
geringe Servicekosten auf Grund langer Wartungsintervalle ergeben<br />
für den Betreiber einen rechenbaren Vorteil, der sich durch ein großes<br />
Einsparpotential bei günstigen Lebenszykluskosten bemerkbar macht.<br />
URACA GmbH & Co. KG<br />
Sirchinger Str. 15<br />
72574 Bad Urach<br />
Tel +49 (0)7125 133-0<br />
Fax +49 (0)7125 133-202<br />
info@uraca.de<br />
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Markenzeichenregister<br />
Aerzener Maschinenfabrik GmbH<br />
Reherweg 28<br />
D-31855 Aerzen<br />
Tel.: +49 (0)5154 81-0<br />
Fax: +49 (0)5154 81-9191<br />
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bar pneumatische<br />
Steuerungssysteme GmbH<br />
Auf der Hohl 1<br />
D-53547 Dattenberg<br />
Tel.: +49 (0)2644 96070<br />
Fax: +49 (0)2644 960735<br />
E-Mail: bar-info@wattswater.com<br />
Internet: www.bar-gmbh.de<br />
Herstellung und Vertrieb von Automatikarmaturen<br />
mit pneumatischen Schwenkantrieben oder<br />
elektrischen Stellantrieben, diversen Positionern,<br />
Stellungsreglern, Endlagenrückmeldungen sowie<br />
Zubehör für die Prozess- und Verfahrenstechnik<br />
macht bar GmbH zum Partner des Anlagenbaus und<br />
von Anlagenbetreibern.<br />
Von Auswahl bis Projektrealisierung ist technische<br />
Beratung gewährleistet.<br />
Messebeteiligungen finden<br />
Sie auf unserer Homepage<br />
www.bar-gmbh.de<br />
BAUER KOMPRESSOREN GmbH<br />
Stäblistr. 8<br />
D-81477 München<br />
Tel.: +49 (0)89 78049-0<br />
Fax: +49 (0)89 78049-167<br />
E-Mail: industrie@bauer-kompressoren.de<br />
Internet: www.bauer-kompressoren.de<br />
BAUER KOMPRESSOREN ist weltweit einer<br />
der führenden Hersteller für Mittel- und<br />
Hochdrucksysteme zur Verdichtung und<br />
Aufbereitung von Luft und Gasen.<br />
- Mittel- und Hochdruckkompressoren<br />
25 <strong>–</strong> 500 bar, 2,2 <strong>–</strong> 315 kW<br />
- Luft- und Gasaufbereitung<br />
- Speichersysteme<br />
- Luft- und Gasverteilung<br />
- Gasmesstechnik<br />
- Steuerungen<br />
Messebeteiligungen finden Sie unter:<br />
https://www.bauer-kompressoren.de/<br />
de/news-events/messetermine/<br />
C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG<br />
Gehrstücken 9<br />
D-25421 Pinneberg<br />
Tel.: +49 (0)4101 5002-0<br />
Fax: +49 (0)4101 5002-83<br />
E-Mail: info@cog.de<br />
Internet: www.cog.de<br />
Elastomerdichtungen vom Spezialisten. COG liefert<br />
aus dem weltweit größtem O-Ring-Lager (über 45.000<br />
Varianten abrufbereit) verschiedenste Werkstoffe,<br />
inkl. FFKM und bietet seit über<br />
150 Jahren deutsche Premium-Qualität, Erfahrung<br />
und Innovationskraft.<br />
Produktprogramm:<br />
- Präzisions-O-Ringe und Elastomerdichtungen<br />
- Werkzeuge für ca 23.000 verschiedene<br />
O-Ring-Abmessungen vorhanden<br />
- Eigene Entwicklung, Mischerei & Fertigung<br />
- Alle gängigen Werkstoffe inkl. FFKM<br />
- Div. Zulassungen (FDA, USP, DVGW, u. v. m.)<br />
- Produktion auch in Kleinstserien<br />
Weitere Informationen unter<br />
www.cog.de<br />
CERTUSS Dampfautomaten GmbH<br />
& Co. KG<br />
Hafenstr. 65<br />
D-47809 Krefeld<br />
Tel +49 (0)2151 578-235<br />
verkauf@certuss.com<br />
www.certuss.com<br />
CERTUSS Junior <strong>–</strong> viel Dampf auf wenig Raum<br />
Dampfleistung von 80 kg/h bis 400 kg/h<br />
Beheizung: Erdgas, LPG, Öl<br />
CERTUSS Universal TC <strong>–</strong> das Universaltalent<br />
Dampfleistung von 500 kg/h bis 2000 kg/h<br />
4 Baugrößen<br />
Beheizung: Erdgas, LPG, Leichtöl oder Kombi<br />
Generation E CERTUSS E10MX <strong>–</strong> E320MX<br />
Dampfleistung von 10 kg/h bis 320 kg/h<br />
Beheizung: elektrisch<br />
INDAGRA FOOD<br />
26.10.-30.10.22<br />
Bukarest, Rumänien<br />
AEE EUROPE<br />
26.10.-27.10.22<br />
Standnummer: E09<br />
Dublin, Irland<br />
GULFOOD<br />
08.11.-10.11.22<br />
Standnummer: S1-J52<br />
Dubai, Vereinigten Arabischen Emirate<br />
BREWERS CONGRESS<br />
08.12.-09.12.22<br />
Standnummer: 709<br />
London, Großbritannien<br />
Hammelmann GmbH<br />
Carl-Zeiss-Str. 6-8<br />
D-59302 Oelde<br />
Tel.: +49 (0)2522 76-0<br />
Fax: +49 (0)2522 76-140<br />
E-Mail: mail@hammelmann.de<br />
Internet: www.hammelmann.de<br />
Hochdruck-Plungerpumpen<br />
Prozesspumpen<br />
Kanalspülpumpen<br />
Bergbaupumpen<br />
Heißwassergeräte<br />
Betriebsdrücke: bis 4000 bar<br />
Fördermengen: bis 3000 l/min<br />
Anwendungssysteme zum Reinigen, Abtragen,<br />
Schneiden, Entschichten, Entkernen, Entgraten mit<br />
Hochdruckwasser<br />
Weltweite Messebeteiligungen,<br />
aktuelle Termine unter:<br />
www.hammelmann.de<br />
Wir freuen uns auf Ihren Besuch!<br />
48<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022
Markenzeichenregister<br />
NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH<br />
Geretsrieder Str. 1<br />
D-84478 Waldkraiburg<br />
Tel.: +49 (0)8638 63-0<br />
E-Mail: info.nps@netzsch.com<br />
Internet: www.netzsch.com<br />
NETZSCH vertreibt rotierende Verdrängerpumpen<br />
weltweit. Das Produktspektrum rangiert<br />
von kleinsten Industrie-Dosierpumpen<br />
bis hin zu Großpumpen für den Öl- und<br />
Gas-Bereich oder den Bergbau. NETZSCH<br />
bietet NEMO® Exzenterschneckenpumpen,<br />
TORNADO® Drehkolbenpumpen, NOTOS®<br />
Schraubenspindelpumpen, PERIPRO(R)<br />
Schlauchpumpen, Zerkleinerer, Dosiertechnik und<br />
Behälterentleerungen, Zubehör und Service.<br />
Aktuelle Messetermine unter:<br />
www.pumpen.netzsch.com/de/<br />
messen-veranstaltungen<br />
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG<br />
Ernst-Blickle-Str. 42<br />
D-76646 Bruchsal<br />
Tel.: +49 (0)7251 75-0<br />
Fax: +49 (0)7251 75-1970<br />
E-Mail: sew@sew-eurodrive.de<br />
Internet: www.sew-eurodrive.de<br />
SEW-EURODRIVE ist ein internationaler Marktführer<br />
der Antriebstechnik und -automatisierung. Das<br />
inhabergeführte Unternehmen wurde 1931 in<br />
Bruchsal gegründet. Mit über 19.000 Beschäftigten in<br />
52 Ländern erwirtschaftete es im Geschäftsjahr 2021<br />
3,1 Milliarden Euro Umsatz.<br />
SEW-EURODRIVE bewegt unzählige Prozesse,<br />
Anlagen und Maschinen in vielen Branchen<br />
der Produktions- und Prozessindustrie. Das<br />
Antriebsspektrum erstreckt sich von schnell,<br />
dynamisch und hochpräzise bis zu sehr groß<br />
und drehmomentstark.<br />
Aktuelle Messehinweise finden Sie<br />
auf unserer Website:<br />
www.sew-eurodrive.de/messen<br />
URACA GmbH & Co. KG<br />
Sirchinger Str. 15<br />
D-72574 Bad Urach<br />
Tel.: +49 (0)7125 133-0<br />
Fax: +49 (0)7125 133-202<br />
E-Mail: info@uraca.de<br />
Internet: www.uraca.de<br />
URACA konstruiert und fertigt Hochdruck-<br />
Plungerpumpen und -Pumpenaggregate sowie<br />
komplexe Reinigungsanlagen für zufriedene Kunden<br />
in aller Welt.<br />
• Hochdruck-Plungerpumpen bis 3.500 kW/3.000 bar<br />
• Kanalspülpumpen<br />
• Hochdruck-Pumpenaggregate für Industrie und<br />
Reinigung, für heiße und kalten Medien<br />
• Werkzeuge und Zubehör<br />
• Hochdruck-Wasserstrahl-Anlagen<br />
• Druckprüfpumpen<br />
Aktuelle Messehinweise finden Sie<br />
auf unserer Website:<br />
www.uraca.de/de/infocenter/messe/<br />
Valpes<br />
Z.I. Centr'alp<br />
89 rue des étangs<br />
38430 Moirans, France<br />
Tél. +33 (0) 4 76 35 06 06<br />
Fax +33 (0) 4 76 35 14 34<br />
valpes-info@wattswater.com<br />
valpes-adv@wattswater.com (for<br />
orders)<br />
www.valpes.com<br />
Valpes SAS entwickelt und produziert elektrische<br />
Stellantriebe seit mehr als 30 Jahren.<br />
Die gesamte Beschaffung basiert auf einem<br />
Qualitäts-Management-System und europäischen<br />
Lieferanten. Design und Produktentwicklung<br />
werden intern betreut und in eigenen Laboren auf<br />
definierte Spezifikationen geprüft. Die Installation<br />
an Betriebsständen und Relaisstationen wird<br />
über Bluetooth, Modbus-Anwendungen und mit<br />
mehrpoligen Steckern realisiert.<br />
Euronaval Paris<br />
18.-21.10.2022<br />
Valve World Expo Düsseldorf<br />
29.11.-01.12.2022<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022 49
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
Inserentenverzeichnis<br />
Verzeichnis der Inserenten<br />
Aerzener Maschinenfabrik GmbH Seite 7<br />
BAUER KOMPRESSOREN GmbH Seite 19<br />
CERTUSS Dampfautomaten GmbH & Co. KG Seite 11<br />
C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG Seite 39<br />
Filtech Exhibitions Germany GmbH Seite 33<br />
Hammelmann GmbH Seite 5<br />
NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH<br />
Titelseite<br />
SEW-Eurodrive Seite 21<br />
URACA GmbH & Co. KG<br />
2. Umschlagseite<br />
Ihr Mediakontakt<br />
D-A-CH<br />
Thomas Mlynarik<br />
Tel.: +49 (0) 911 2018 165<br />
Mobil: +49 (0) 151 5481 8181<br />
mlynarik@harnisch.com<br />
INTERNATIONAL<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
Benno Keller<br />
Tel.: +49 (0) 911 2018 200<br />
keller@harnisch.com<br />
Impressum<br />
Herausgeber<br />
Dr. Harnisch Verlags GmbH in Zusammenarbeit<br />
mit dem Redaktionsbeirat unter der<br />
Leitung von Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker<br />
©<br />
2022, Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
Inhaltliche Koordination<br />
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker<br />
Silke Watkins<br />
Verlag und Leserservice<br />
Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
Eschenstraße 25<br />
90441 Nürnberg<br />
Tel 0911 2018-0<br />
Fax 0911 2018-100<br />
E-Mail get@harnisch.com<br />
www.harnisch.com<br />
Irrtum vorbehalten<br />
Nachdruck und fotomechanische<br />
Vervielfältigung, auch auszugsweise,<br />
nur mit schriftlicher Genehmigung<br />
des Herausgebers<br />
Redaktion<br />
Silke Watkins<br />
Anzeigen/Markenzeichenregister<br />
Silke Watkins<br />
Technische Leitung<br />
Armin König<br />
Druck<br />
Schleunungdruck GmbH<br />
Eltertstraße 27<br />
D-97821 Marktheidenfeld<br />
ISSN 2752-2040<br />
50 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 2022