GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES DE 2/23

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 

DE 2/23 

Wasserstoff und Prozesstechnik 

Energieversorgung 

Industrieprozesse Kreislaufwirtschaft Ressourcen 

Dezentralität 

Energie- und Wärmenetzwerke 

Logistik 

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Editorial 

Bloß nicht zurücksehen! 

„Die beste Zeit, einen Baum zu pflanzen, war vor zwanzig Jahren. Die nächstbeste Zeit ist jetzt.“ Egal, ob dieses Sprichwort 

jetzt aus Afrika oder China stammt, rückblickend schlau zu tun, ist in unserer Gesellschaft meist verpönt. Doch 

oft offenbart ein unvoreingenommener Blick auf vergangene Zeiten schonungslos Schiefgelaufenes oder schlicht Versäumtes. 

Vor zwanzig Jahren produzierten die deutschen AKWs 165 Mrd. kWh Strom. Aus dieser Menge könnten Wärmepumpen 

heutzutage bei einem moderat niedrigen COP von 3 knapp 500 Mrd. kWh Wärmeenergie gewinnen – das 

entspricht in etwa dem aktuellen Wärmeenergiebedarf der 40,5 Millionen deutschen Privathaushalte. Hätten die beteiligten 

Regierungen Schröder und Merkel also nicht den Atomausstieg vorangetrieben, sondern hypothetisch unter Beibehaltung 

der Kernkraft in jedes deutsche Wohnhaus eine Wärmepumpe gesetzt – dann wäre der gesamte Wohnsektor 

kein CO 2 -Sorgenkind mehr. Dass 2003 die Kilowattstunde Strom für 17 Cent geradezu wohlfeil war, und auch 2003 jedes 

Kilowatt Strom seinen Weg quer durch die Republik ganz ohne SUEDLINK fand – Preisbremse drüber. 

Bändigung des Flatterstroms 

Das ist doch eine klassische Milchmädchenrechnung, mag jetzt der (hoffentlich) geneigte Leser denken. Stimmt, Sie 

haben völlig Recht – hier wird eine Jahresproduktion mit einer Spitzenlast in vier bis fünf Wintermonaten verglichen. 

Doch das trifft wohl auch auf den Anspruch zu, Strom ohne Speichermöglichkeit zu erzeugen mit Wind, der tagelang 

bundesweit Flaute (letzte bundesweite Flaute 10.9 bis 17.9 2023, maximale spezifische CO 2 –Emission 798 gCO2eq/kWh 

am 14.09 um 20 Uhr) haben kann. Und von einer Sonne Energie zu tanken, die im Winter bestenfalls nur halbtags und 

bei Schlechtwetter praktisch gar nicht scheint? 

Zumindest die Speicherproblematik ist für Privathaushalte und kleinere Gewerbeobjekte tendenziell beherrschbar, das 

beweist beispielsweise die Firma HPS mit ihrer Energiezentrale picea hier im Heft ab Seite 51. Mit dem richtigen Equipment 

können Energieversorger auch die Stromschwankungen durch Balkonkraftwerk, Wallbox, Wärmepumpe und 

privater Photovoltaik ohne Netzausbau bewältigen. Die Gemeinde Töging zeigt ab Seite 22 wie das geht. Auch Batteriespeicher 

sind eine Option, kommende teure Lastspitzen im Netz beispielsweise durch LKW-oder Schnelladesäulen zu 

minimieren. 

Behagliche Temperaturen bringen nicht nur Kohle oder Gas ins Wohnzimmer, in England sorgen in der ehemaligen 

Zechenstadt Gateshead Wärmepumpen von GEA mit Erdwärme für warme Füße. 

Showdown in Helsinki 

Einen kühlen Kopf sollten dagegen die Angestellten der ECHA in Helsinki bewahren, die aktuell über eine Empfehlung 

zur Beschränkung oder gar Verbot von PFAS in der EU beraten. Wichtige Aspekte rund um die Ewigkeitskunststoffe 

betrachtet unser Leitartikel auf den folgenden Seiten. 

Viel Spaß beim Lesen wünscht 

Ottmar Holz 

Redakteur 

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023 

5


Inhaltsverzeichnis 

Titel 

Versorgungssicherheit im Fokus: 

Schraubenverdichter von AERZEN speisen Biomethan 

ins Gasnetz ein 

In der Energiewirtschaft zählt Versorgungssicherheit. Für die eingesetzten 

Systeme folgt daraus der hohe Anspruch an Verfügbarkeit 

und Ausfallsicherheit. Können kleinere Kraftwerke, Solarfarmen oder 

Windparks vergleichsweise einfach heruntergefahren oder komplett 

vom Netz genommen werden, gestaltet sich dieses bei Biogasanlagen 

deutlich schwieriger. Biologische Prozesse lassen sich nicht einfach 

stoppen, weshalb bei der technischen Ausrüstung maximale Ausfallsicherheit 

und Redundanz gefragt sind. Für die Einspeisung von 

Biomethan ins Erdgasnetz setzt die EWE NETZ GmbH im Bereich der 

Vorverdichtung des Biomethans AERZEN Schraubenverdichter ein. 

Inhalt 

Editorial 

Bloß nicht zurücksehen! 3 

Leitartikel 

Schluss mit Ewig 6 

Titelgeschichte 

Versorgungssicherheit im Fokus 16 

Energetische Infrastruktur 

Stärkung der Lade infra struk turen für Elektrofahrzeuge 

durch Energiespeichersysteme 19 

Clever regeln statt Kupfer vergraben 22 

Wohlige Wärme aus alten Stollen 25 

Wasserstoffwirtschaft 

Dimethylether: neues Transportmedium für effizienten Wasserstofftransport 28 

Mittelstand sollte beim Thema Wasserstoff 

auf Partnering-Projekte und Start-ups setzen 30 

Echtzeiteinblicke in die Methanol-Synthese 32 

Stellbare Fluidik-Komponenten machen Prüfstände flexibel 36 

Produktionsorganisation 

Materialfluss in Reinkultur 40 

Reparatur statt Neuteil 44 


Kaltgestellt 47 

Langzeit-Stromspeicher mit grünem Wasserstoff 51 

Der entscheidende Dreh für den Klimaschutz 56 

Energieeffizienz 

Steuerluftdruck senken 59 

Dekarbonisierung 

Vom Versuch zum großindustriellen Einsatz 61 

Unternehmen – Innovationen – Produkte 65 

Inserentenverzeichnis 69 

Markenzeichenregister 70 

Impressum 

Herausgeber 

Dr. Harnisch Verlags GmbH in Zusammen arbeit 

mit Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker, Prof. i.R., 

Berater in Wasserstoff- und Energiefragen als 

wissenschaftlicher Berater 

© 

2023, Dr. Harnisch Verlags GmbH 

Inhaltliche Koordination 

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schlücker 

Ottmar Holz 

Silke Watkins 

Verlag und Leserservice 

Dr. Harnisch Verlags GmbH 

Eschenstraße 25 

90441 Nürnberg 

Tel 0911 2018-0 

Fax 0911 2018-100 

E-Mail get@harnisch.com 

www.harnisch.com 

Irrtum vorbehalten 

Nachdruck und fotomechanische 

Vervielfältigung, auch auszugsweise, 

nur mit schriftlicher Genehmigung 

des Herausgebers 

Redaktion 

Ottmar Holz 

Silke Watkins 

Anzeigen/Markenzeichenregister 

Silke Watkins/Matti Schneider 

Technische Leitung 

Armin König 

Druck 

Schleunungdruck GmbH 

Eltertstraße 27 

D-97821 Marktheidenfeld 

ISSN 2752-2040 

6 

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023

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Leitartikel 

Schluss mit Ewig 

Ottmar Holz 

Photo: Adobe Stock/Octavian 

Am 22. März 2023 hat die Europäische 

Chemieagentur (ECHA) einen 

Vorschlag für ein Verbot der Herstellung, 

der Verwendung und des Inverkehrbringens 

einschließlich der 

Einfuhr von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen 

(PFAS) veröffentlicht. 

Sollten diese Industriechemikalien 

mit ihren besonderen technischen Eigenschaften 

tatsächlich 2025 von der 

EU-Kommission verboten werden, 

hätte das wohl einschneidende Folgen 

für viele Lebensbereiche – vom 

Spiegelei bis hin zur politisch angeordneten 

Energiewende. 

PFAS, per- und polyfluorierte 

Alkylsubstanzen, finden breite Anwendung 

in nahezu allen Lebensbereichen, 

von der beschichtete Pfannen 

über die Outdoor-Jacke hin zur 

glänzenden Visitenkarte. Aufgrund 

ihrer ausgeprägten Eigenschaften 

wie hoher chemischer und thermischer 

Stabilität, Antihaft-, und 

starken wasser- und ölabweisenden 

Fähigkeiten, sind sie weitläufig unter 

Markennamen wie Teflon und Gore- 

Tex ein Begriff. 

Allerdings sind die Vorteile dieser 

Materialien mit Nachteilen verbunden: 

PFAS zersetzen sich in der 

Umwelt nicht und das über Jahrhunderte 

hinweg. Sie sind außerdem 

sehr mobil und können mittlerweile 

weltweit in Grund- und Oberflächenwasser, 

in Luft und Böden sowie im 

menschlichen Blutkreislauf und in 

vielen lebenden 

Organismen nachgewiesen 

werden. 

Sie stehen unter starkem 

Verdacht, Krebs, Unfruchtbarkeit 

und andere schwerwiegende 

Krankheiten auszulösen. Bei einigen 

Stoffen der Materialklasse ist die Toxizität 

auch schon nachgewiesen. 

Trotz der schon lange bekannten 

Probleme wurden erst in der letzten 

Zeit signifikante Schritte unternommen, 

um die Ausbreitung von 

PFAS einzudämmen: Im November 

2022 erhob der US-Bundesstaat 

Kalifornien umfangreiche Klagen gegen 

PFAS-produzierende Unternehmen 

wie 3M und Dupont. Nur einen 

Monat später kündigte 3M als erster 

großer Chemiekonzern an, die Produktion 

von PFAS-Substanzen bis 

Ende 2025 vollständig einzustellen. 

In Europa sind PFAS auch allgegenwärtig. 

Eine „Karte der ewigen 

Verschmutzung“, die im Rahmen des 

„Forever Pollution Project“ erstellt 

wurde, verdeutlicht das Ausmaß der 

Kontamination. Journalisten aus 18 

Zeitungen und Medienhäusern, darunter 

renommierte Namen wie Le 

Monde (Frankreich), NDR, WDR, Süddeutsche 

Zeitung (Deutschland) und 

The Guardian (UK) haben daran mitgewirkt. 

Abb. 1: Perfluoroktansulfonat (PFOS) ist eine der am häufigsten vorkommenden und meist 

diskutierten PFAS-Verbindungen. Acht fluorierte Kohlenstoffatome (Grün/Schwarz) bilden das 

Grundgerüst, an dem eine Sulfonsäuregruppe (SO 3 H) hängt. 

(Quelle: Eurowater) 

Vor diesem Hintergrund wurde 

ein umfassendes EU-weites Verbot 

der Verwendung und Herstellung 

von PFAS als Stoffklasse 

von Dänemark, Deutschland, 

den Niederlanden, Norwegen und 

Schweden angestoßen. Im Februar 

2023 veröffentlichte die Europäische 

Chemieagentur (ECHA) den Vorschlag 

und prüft ihn aktuell, bevor sie 

eine Empfehlung an die Europäische 

Kommission ausspricht. Die Hauptgegenargumente 

richten sich gegen 

den Mangel an gleichwertigen Alternativen 

für PFAS in Anwendungen, 

die als kritisch für die Gesellschaft betrachtet 

werden. 

Vom 22.März bis zum 25. September 

gab die ECHA betroffenen Firmen 

und Institutionen in einem Konsultationsprozess 

die Gelegenheit, 

sich zu der angestrebten Beschränkung 

zu äußern. Nach Angaben der 

ECHA äußerten sich bis zum Stichtag 

mehr als 4.400 Organisationen, 

Firmen und Privatpersonen in insgesamt 

mehr als 5600 Kommentaren 

zum Thema. 

Was sind PFAS 

Eine im Jahr 2018 von der OECD 

veröffentlichte PFAS-Liste umfasst 

mehr als 4700 Einträge. Hinzu kommen 

ungewollte Synthesenebenprodukte 

und Verunreinigungen sowie 

Transformationsprodukte, die in der 

Umwelt sowohl abiotisch als auch 

durch biologischen Abbau entstehen 

können. Potentielle Abbauprodukte 

vieler PFAS gehören zu den 

extrem persistenten perfluorierten 

Carbon- und Sulfonsäuren. Sie sind 

in vielen Dingen unseres Alltags zu 

finden: Ob in Zahnseide, Backpapier, 

Outdoor kleidung oder Lösch- und 

Pflanzenschutzmitteln – überall sorgen 

PFAS dafür, dass die Produkte 

wasser-, fett- und schmutzabweisend 

sind. Doch nicht nur als Beschichtung 

sind PFAS nützlich – man kann aus 

8 


Leitartikel 

ihnen auch äußerst widerstandsfähige 

Kunststoffkörper und Folien herstellen. 

Diese finden beispielsweise 

Anwendung in Elektrolyseuren und 

Brennstoffzellen. Was PFAS für diese 

Anwendungen auszeichnet, stellt in 

Bezug auf die Entsorgung der Chemikalien 

ein Problem dar: Sie sind thermisch 

und chemisch extrem stabil 

und können weder durch Licht, Wasser 

oder Bakterien abgebaut werden. 

Aktuell stehen mehr als 10.000 

verschiedenartige Chemikalien im Fokus 

des Beschränkungsverfahrens. 

Eine allgemeingültige Definition ist 

aufgrund der Vielzahl schwierig, eines 

der möglichen Unterscheidungsmerkmale 

ist die Länge der Kohlenstoffkette. 

Kurzkettige PFAS mit weniger 

als 10 bis 13 Kohlenstoffatomen 

erweisen sich als besonders problematisch, 

da sie sich recht gut in Wasser 

lösen. So sind PFAS mittlerweile in 

Böden, Gewässern und Grundwasser 

in ganz Europa nachweisbar. Sie gelangen 

so auch in unsere Nahrung, 

sogar in Muttermilch sind PFAS zu finden. 

Für ein Verbot gibt es viele gute 

Gründe: Viele Studien belegen, dass 

sich die teilweise giftigen Chemikalien 

im menschlichen Körper anreichern. 

Das hat erhebliche gesundheitlichen 

Auswirkungen, die von der Schädigung 

von Organen bis hin zu Krebserkrankungen 

oder Entwicklungsstörungen 

reichen sollen. 

Wegen ihrer chemischen Stabilität 

ist die Beseitigung der so genannten 

Ewigkeitschemikalien bisher mit 

vertretbarem Aufwand kaum möglich. 

Bei einer Filterung durch Aktivkohle 

beispielsweise werden PFAS 

zwar gebunden, aber nicht beseitigt, 

so dass die Überreste im Sondermüll 

entsorgt bzw. gelagert werden müssen. 

Auch lassen sich mit Aktivkohle 

eher langkettige PFAS entfernen. 

Wer benötigt diese Kunststoffe? 

Angesichts der Ubiquität dieser 

Kunststoffe ist es im Rahmen eines 

Artikels nicht möglich, sämtliche möglichen 

Anwendungsgebiete auch nur 

ansatzweise zu beschreiben. Doch einige 

Branchen in zentralen Bereichen 

von Industrie und Energiewende wären 

von einem Verbot wohl besonders 

stark betroffen. Hierzu zählen 

Elektrolyseur- und Brennstoffzellenhersteller 

aber auch die Anbieter von 

Dichtungsmaterialen sowie Pumpen- 

bzw. Kompressorenhersteller. 

In der aktuellen Diskussion argumentieren 

die Verbotsbefürworter 

gerne mit einer nötigen Intensivierung 

der Suche nach Alternativwerkstoffen. 

Doch das könnte in einigen 

Bereichen durchaus schwierig werden 

– denn die Industrie forscht 

seit langem ergebnislos nach 

günstigerem und trotzdem ebenso 

leistungsstarkem Ersatz für die 

teilweise extrem hochpreisigen Spezialbeschichtungen 

und Dichtungsstoffe. 

Ein Grund dafür ist die extreme 

Verschleißfestigkeit der PFAS, 

die auf einem ganz besonderen physikalischen 

Effekt beruht, dem tribologischen 

Film. Dr. Marc Langela, 

Leiter der Material- und Produktentwicklung 

der Firma STASSKOL, erklärt 

dieses Phänomen. 

Die Rolle des tribologischen Films 

Die Tribologie ist die Wissenschaft 

der Reibung, Schmierung und des 

Verschleißes von sich relativ zueinander 

bewegenden mechanischen 

Bauteilen. Hier spielt beim Einsatz 

von PFAS der tribologische Film, kurz 

„Tribofilm“, der sich auf den Oberflächen 

bildet, eine entscheidende Rolle 

für die Leistungsfähigkeit vieler Produkte. 

PFAS, insbesondere das weit 

verbreitete 

Polytetrafluorethylen 

Abb. 2: Dr. Marc Langela, Leiter der 

Material- und Produktentwicklung bei 

STASSKOL seit 2007 

(PTFE), besitzen eine einzigartige molekulare 

Struktur, die eine außergewöhnlich 

geringe Reibung zwischen 

den Oberflächen ermöglicht und so 

auch hilft, den Verschleiß zu minimieren. 

Wenn ein Bauteil aus einem 

perfluor ierten Werkstoff wie PTFE 

auf eine Gegenlauffläche trifft, so lagert 

sich das Material auf dieser Gegenlauffläche 

in Form eines dünnen 

Films an. Dieser Tribofilm (in der Literatur 

auch Transferfilm genannt) besitzt 

nur eine Dicke im Mikrometerbereich 

und schützt die Oberfläche der 

Bauteile. Die Relativbewegung der 

Oberflächen findet dann zwischen 

zwei PTFE- bzw. PFAS-Oberflächen 

statt, was zu einer erheblichen Reduktion 

von Reibung und Verschleiß 

führt. Erst wenn der Tribofilm von 

der Gegenlauffläche mechanisch abgelöst 

wird, kommt es zu weiterem 

Verschleiß, indem die abgelöste 

Schicht durch neues Material aus 

dem PTFE-Bauteil ersetzt wird. Dieser 

Tribo- bzw. Transferfilm ist damit 

der eigentliche Grund, warum PFAShaltige 

Bauteile die Reibungskräfte 

verringern und dazu beitragen, dass 

die Oberflächen länger haltbar sind 

und sich weniger abnutzen. Der tribologische 

Film reduziert dabei auch 

die Hitzeentwicklung und unterstützt 

somit eine effiziente Energieübertragung 

in Maschinen und Geräten. 

Verbot gefährdet den 

Umweltschutz 

Ein Verbot von PTFE hätte beispielsweise 

ernsthafte Konsequenzen für 

den Betrieb von Pumpen, Verdichtern 

und Kompressoren, da nicht nur 

die Standzeiten deutlich reduziert 

wären, sondern auch Leckagen der 

zu verdichtenden Fluide zunehmend 

in die Umwelt gelangen würden. 

Dichtanwendungen bei Pumpen und 

Verdichtern (z.B. Kolbenkompressor) 

besitzen ein hohes Belastungskollektiv 

aus Druck, Reibgeschwindigkeit, 

Temperatur und chemischen Einflüssen. 

Diesem Belastungskollektiv 

können nur Lösungen auf Basis von 

Hochleistungskunststoffen gerecht 

werden. 

Die STASSKOL GmbH führt seit 

Jahrzehnten Versuche auf einem 

speziellen Prüfstand mit einem Test- 

GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023 9

Leitartikel 

Abb. 3: Auf dem hauseigenen Prüfstand mit Testkompressor ermittelt und vergleicht 

STASSKOL die Parameter verschiedener Kunststoffe wie z.B. das Verschleißverhalten, 

Gleiteigenschaften, Temperatur- und Druckbeständigkeit und Laufzeit. 

 

(Bild: Stasskol GmbH) 

Gerade im Falle von Kompressoren in 

Biogasanlagen (Verdichtung von Methan) 

oder in Getränke- Fabriken und 

Brauereien (Verdichtung von CO 2 ) 

würden solche Erhöhungen der Leckagen 

zu einer erheblichen Zunahme 

an Emission an Treibhausgasen 

führen. Hier sind die negativen Auswirkungen 

eines generellen PFAS- 

Verbotes auf die Umwelt unmittelbar 

zu erkennen. Pumpen und Verdichter 

stehen aber auch in unzähligen chemischen 

Anlagen, bei denen die Leckagen 

von Prozessfluiden in einer 

Fackel verbrannt werden. Auch hier 

würden signifikant höhere Leckagen 

zu deutlich zunehmenden Umweltbelastungen 

führen. 

kompressor durch. Hier werden auf 

PTFE-basierende Werkstoffe mit Rezepturen 

anderer Hochleistungskunststoffe 

wie PEEK, PPS oder Polyimiden 

verglichen. Nur perfluorierte 

Kunststoffe wie beispielsweise PTFE 

oder PFA erreichen minimale Leckagen 

und höchste Laufzeit. 

Die hohe Laufzeit hängt mit der 

beschriebenen Ausbildung des Tribofilms 

zusammen, welcher die 

minimiert. 

PFAS 

Oberflächen schützt und den Verschleiß 

Doch 

können 

noch mehr – 

durch die aliphatische 

Struktur 

perfluorierter 

Kunststoffe besitzen 

die Moleküle 

eine hohe Flexibilität, welche 

sich in der Verformbarkeit der Materialien 

bemerkbar macht. Dadurch 

passen sich die Ober flächen von 

PFAS- Werkstoffen optimal an eine 

Gegenlauffläche an und dies auch 

bei sehr hohen Relativgeschwindigkeiten. 

Es wird so eine Abdichteffizient 

bei dynamisch beanspruchten 

Anwendungen ermöglicht, welche 

mit alternativen Hochleistungskunststoffen 

nicht denkbar ist. Die aliphatische 

Struktur der PFAS-Materialien 

entsteht aufgrund der Kohlenstoff- 

Fluor-Bindung und schützen das polymere 

Rückgrat. 

„Die besonderen tribologischen 

Eigenschaften von 

PFAS-Kunststoffen basieren 

auf einem Transferfilm, der in 

dieser Form einzigartig ist.“ 

Dr. Marc Langela, STASSKOL GmbH 

Alternative Hochleistungskunststoffe 

wie PEEK, PPS oder Polyimide 

beruhen allesamt auf teilaromatischen 

Strukturen. Diese Strukturen 

erlauben ebenfalls eine hohe Druck- 

und Temperaturbeständigkeit und 

sowie eine sehr gute chemische Beständigkeit. 

Allerdings besitzen diese 

Hochleistungskunststoffe nicht 

die Fähigkeit, einen Transferfilm 

auszubilden, wie es bei PFAS-Werkstoffen 

wie dem PTFE der Fall ist. 

Dies führt zu signifikant höherem 

Verschleiß, wie es auch die Versuche 

auf dem Test-Kompressor gezeigt 

haben. Während 

Werkstoffe 

PTFE-Basis 

auf 

(abhängig 

vom Be- 

lastungskollek- 

tiv) 

Laufzeiten 

von ca. 1 bis 2 

Jahren ermöglichen, 

schrumpft 

diese Performance bei der Verwendung 

von nicht PFAS-haltigen Hochleistungskunststoffen 

auf eine Dauer 

von wenigen Monaten. 

Parallel hierzu führt die teilaromatische 

Struktur der alternativen 

Hochleistungskunststoffe zu einer 

hohen Steifigkeit. Im Gegensatz zu 

auf PFAS-Kunststoffen basierenden 

Dichtlösungen erschwert die Steifigkeit 

der alternativen Hochleistungskunststoffe 

die Anpassung von Dichtelementen 

an die abzudichtenden 

Bauteile bei relativer Bewegung. 

Dies führte bei den zahlreichen 

Untersuchungen auf dem Testkompressor 

von STASSKOL zu einer 

Erhöhung der Leckagen um den Faktor 

3-5. 

Höherer Energieverbrauch 

Neben dem Thema der höheren 

Umweltbelastung durch die Zunahme 

an Treibhausgasen spielt auch 

die Energieeffizienz der Produktionsprozesse 

eine erhebliche Rolle 

für die Umwelt. Selbst wenn Leckagen 

in den Prozess zurückgeführt 

werden können, so führt die geringe 

Abdichteffizienz von PFAS-freien 

Hochleistungskunststoffen zu einem 

deutlichen Verlust an Effizienz, was 

wiederum durch einen höheren Bedarf 

an Energie kompensiert werden 

muss. Die Verluste der Pumpe oder 

des Kompressors müssen abgefangen 

und dem Prozess erneut zugeführt 

werden. 

Steigender Wartungsaufwand 

Als dritter Punkt bleibt noch zu erwähnen, 

dass bei deutlich reduzierter 

Laufzeit der Dichtelemente ein kürzerer 

Wartungsintervall notwendig 

wird. Dies führt zu erhöhtem Material- 

und Personaleinsatz in den Anlagen, 

zu einem weiteren Abfall der 

Produktivität durch die entstehenden 

Ausfallzeiten sowie zu weiteren Nebeneffekten 

wie erhöhte Reisetätigkeit 

von Service-Technikern. 

Demzufolge zeigt sich, dass eine 

hohe Effizienz und eine hohe Verfügbarkeit 

von Pumpen und Verdichtern 

sowohl in Standardanwendungen 

(Bio gas, Brauereien, Kork-Produktion, 

etc.) als auch in chemischen Anlagen 

wie beispielsweise einer Raffinerie 

10 


Leitartikel 

oder einer Kunststoffproduktion ein 

wichtiger Baustein zum Schutz unserer 

Umwelt darstellt. 

Abwägen, wo ein PFAS-Verbot 

sinnvoll ist 

Eine der größten Herausforderungen 

besteht darin, umweltverträgliche Alternativen 

zu finden, die die tribologischen 

Eigenschaften von PFAS angemessen 

nachahmen können. Ein 

Ersatzstoff muss nicht nur eine vergleichbare 

tribologische Leistung bieten, 

sondern auch die gleiche Beständigkeit 

gegenüber Umwelteinflüssen 

(Bsp. hohe Temperaturen, UV, etc.) 

und Chemikalien aufweisen. 

In einigen Anwendungen können 

PFAS-Kunststoffe aufgrund ihrer 

chemischen Beständigkeit unersetzbar 

sein. Dies sind vor allem die 

oben beschriebenen Anwendungen 

in Pumpen und Verdichtern, bei denen 

sich die Parameter zu einem hohen 

Belastungskollektiv addieren. 

Hier wurden in den vergangenen 

Jahrzehnten zahlreiche Versuche mit 

alternativen Hochleistungskunststoffen 

durchgeführt. Die Ergebnisse 

in Punkto Performance und 

Lebensdauer standen allerdings 

weit hinter den Resultaten PFAS-haltiger 

Werkstoffe zurück. 

Neue Lösungsansätze ohne PFAS 

Anders sieht es bei Anwendungen 

mit mittlerem oder geringem Belastungskollektiv 

aus. Dies betrifft 

Dichtungen bei niedrigen Relativgeschwindigkeiten 

und niedrigen Drücken, 

die in rotierenden Systemen 

wie beispielsweise in Ventilatoren, 

Zentrifugen, Mischer und ähnlichen 

Systemen eingesetzt werden. Hier 

werden momentan häufig Lösungen 

auf Basis von PTFE und anderen 

PFAS-Kunststoffen verwendet, um 

auf Nummer sicher zu gehen, da diese 

Werkstoffe eine hohe Abdichteffizienz 

und einen geringen Verschleiß 

wirklich unter allen Bedingungen garantieren. 

Aufgrund der geringeren 

Belastungen in diesen Anwendungen 

würden PFAS-freie Kunststoffe aber 

ebenso zuverlässig arbeiten. 

STASSKOL entwickelt derzeit 

Alternativen, um hier gänzlich 

auf PFAS verzichten zu können. In 

einem moderaten Temperaturbereich 

sind dies technische Kunststoffe, 

welche durch die Auswahl der 

richtigen Füllstoffe und Additive in 

Punkto Reibung und Verschleiß optimiert 

werden. Hier ist die tribologische 

Charakterisierung unter oszillierender 

und vor allem rotierender 

Bewegung der Schlüssel zum Erfolg. 

Gleiches gilt für Anwendungen 

im Hochtemperaturbereich und mit 

aggressiven Medien. Hier werden 

Materialien auf Basis alternativer 

Hochleistungskunststoffe ohne PFAS 

entwickelt. 

Es muss also nicht immer ein 

PFAS-Kunststoff sein, um die Herausforderungen 

der Anwendung zu 

meis tern – wichtig ist es, zu wissen, 

wann man auf PFAS verzichten kann 

und bei welchen Aufgaben PFAS- 

Kunststoffe unverzichtbar sind – hier 

gilt es die Grenze in Richtung „PFASfrei“ 

zu verschieben. 

Recycling statt Komplett-Verbot 

Das Recycling von PFAS-Materialien 

ist ein wichtiger Schritt, um die 

Umwelt zu entlasten und den Ressourcenverbrauch 

zu reduzieren. 

Während das Recycling bei thermoplastischen 

Werkstoffen bereits seit 

Jahrzehnten in der Praxis angewandt 

wird, galt das Recycling von PTFE immer 

als nicht durchführbar. Grund 

hierfür ist die Verarbeitung von PTFE 

im Press-Sinterverfahren, da durch 

das hohe Molekulargewicht ein Plastifizieren 

der Werkstoffe nicht möglich 

ist. Im Press-Sinter-Verfahren 

werden kleinste Korngrößen benötigt 

(d50 < 50 µm), um das Material ausreichend 

zu kompaktieren und die 

Zieleigenschaften zu erreichen. 

STASSKOL beschäftigt sich schon 

seit ca. 10 Jahren mit dem Recycling 

dieser Materialien und hat den Prozess 

des PTFE-Recyclings erfolgreich 

in die Produktion integriert. Dazu 

werden Abfälle, die in Form von Spänen 

bei der Fertigung der Produkte 

anfallen, sortenrein gesammelt und 

in einem 2-stufigen Prozess zerkleinert 

und vermahlen. Das so erhaltene 

Pulver kann in die Neuware eingemischt 

und so in den Produktzyklus 

zurückgeführt werden. Dadurch wird 

der Anteil an nutzbarem PTFE signifikant 

erhöht und als positiver Nebenaspekt 

werden die mechanischen sowie 

die tribologischen Eigenschaften 

durch die zweifache Wärmebehandlung 

im Vergleich zur reinen Neuware 

sogar noch verbessert. 

Das Recycling ist somit ein gangbarer 

Lösungsweg, der die Verfügbarkeit 

von PFAS-Kunststoffen für 

anspruchsvolle Anwendungen ermöglicht 

und gleichzeitig die Umweltbelastung 

vermeidet. 

Unverzichtbar für Zukunftstechnologien 

Auf PFAS basierende Kunststoffe sind 

für den Schutz der Umwelt einfach 

unverzichtbar. Ihre hervorragenden 

zu 

Materialien 

tribologischen Eigenschaften entstehen 

durch die Ausbildung des so genannten 

Tribofilms und machen diese 

Weltmeistern 

in Punkto 

Reibung und 

Verschleiß. Zusätzlich 

ermöglicht 

die flexible 

Molekülkette 

eine enorm hohe Abdichteffizienz, wodurch 

Leckagen für die Umwelt auf ein 

Minimum reduziert werden können. 

Diese Eigenschaften sind in der molekularen 

Struktur der PFAS-Kunststoffe 

begründet und können nicht 

durch alternative Hochleistungskunststoffe 

imitiert werden. Allerdings 

ist es wichtig, zu verstehen, in 

welchen Anwendungen PFAS-Kunststoffe 

unersetzlich sind und in welchen 

Anwendungen Substitute auf 

Basis anderer Materialien verwendet 

werden können. Zusätzlich muss 

sichergestellt werden, dass die Produkte 

nach dem Ende des Produkt- 

Lebenszyklus umweltgerecht entsorgt 

oder einem Recycling zugeführt 

werden. 

Es ist wichtig zu verstehen, dass 

Dichtkonzepte auf Basis von Polytetrafluorethylen 

wichtige Bausteine 

für Zukunftstechnologien sind – wie 

beispielsweise der Wasserstoffwirtschaft 

und dass die PFAS-Kunststoffe 

in vielen Bereichen der Industrie einen 

sehr wichtigen Beitrag zum Thema 

Umweltschutz liefern. 

„Die Frage zum Einsatz 

von PFAS-Kunststoffen ist 

ein Balanceakt zwischen 

Umweltschutz und verantwortungsvoller 

Nutzung.“ 

Dr. Marc Langela, STASSKOL GmbH 


Leitartikel 

Energiewende auf der Kippe 

Die Energiegewinnung aus fossilen 

Brennstoffen muss ein Ende finden 

– darin sind sich die meisten Staaten 

der Welt und die Wissenschaft 

einig. Doch womit die ganzen Hochöfen, 

Zementwerke, Kraftwerke und 

Gebäude dieser Welt befeuern, wenn 

Erdgas, Öl und Kohle als Energiequelle 

ausscheiden? Hier bietet sich Wasserstoff 

als Energieträger an. Immerhin 

entsteht bei der Verbrennung 

chemisch gesehen nur Wasser. Doch 

das gilt nur für per Elektrolyse aus 

Wasser regenerativ erzeugten Wasserstoff. 

Und auch hier findet sich 

wieder ein derzeit alternativloser Anwendungsfall 

für die Stoffgruppe der 

PFAS. 

Wasserstoffbrennstoffzellen und 

Elektrolyseure spielen eine entscheidende 

Rolle in der dringend benötigten 

Energiewende. Zentrales Bauteil 

beider Aggregate sind semipermeable 

Folien, die mit speziellen Katalysatormetallen 

beschichtet sind. Sie 

bestehen derzeit aus perfluorierten 

Sulfonsäuren (PFSA) – ein bestimmtes 

Material der Materialklasse PFAS 

und finden gegenwärtig beispielsweise 

in Membran-Elektroden-Einheiten 

(MEAs) von Brennstoffzellen 

aufgrund ihrer hohen Protonenleitfähigkeit 

und chemischen Stabilität 

Anwendung. Den Einsatz von PFSA 

in MEAs zu minimieren und gänzlich 

zu ersetzen, hat sich die Firma ionysis 

zum Ziel gesetzt. 

Funktioniert auch ohne Fluor 

Dieses Start-up aus Freiburg, eine 

Ausgründung aus dem Bereich „Elektrochemische 

Energiesysteme“ bei 

Hahn-Schickard und der Universität 

Freiburg, entwickelt umweltfreundlichere 

und fluorfreie MEAs ohne Einbußen 

bei Performanz oder Kosten. 

Darüber steht die Demonstration 

der technischen Machbarkeit im relevanten 

Maßstab im Zentrum. Vor 

Kurzem konnte das Team den ersten 

erfolgreichen Leistungsnachweis im 

Heavy-Duty-Vollformat und im Short 

Stack erbringen. „Zusammen mit nationalen 

und internationalen Partnern 

verfolgen wir das Ziel, neuartige 

MEAs für Brennstoffzellen zu entwickeln, 

zur Marktreife zu bringen und 

damit einen Beitrag zu einer wirklich 

nachhaltigen ‚grünen‘ Wasserstoffwirtschaft 

zu leisten. Die Erreichung 

der Leistungsfähigkeit des aktuellen 

Standes der Technik und die Validierung 

im Short Stack stellen einen 

wichtigen Meilenstein in der frühen 

Phase unseres Unternehmens dar“, 

sagt Lisa Langer, Mitgründerin und 

CFO von ionysis. 

Also alles bestens – oder? 

Nicht ganz so optimistisch zeigen sich 

neben praktisch allen Herstellern 

des Folienmaterials – wie Chemours, 

Evonik, Dongyue oder Gore – auch 

Elektrolyseurhersteller und Dichtungsproduzenten. 

Die Redaktion befragte 

stellvertretend die Firma H-Tec 

Systems, einen bekannten deutschen 

Elektrolyseurhersteller. 

GET: Sehen Sie eine Gefahr für die 

von der Bundesregierung vorangetriebene 

Energiewende bei 

einem möglichen Verbot von PFAS 

durch das Fehlen gleichwertiger 

Kunststoffe für die Herstellung von 

Membranen oder Stackdichtungen 

von Elektrolyseuren und Brennstoffzellen? 

H-Tec Systems: Ein Verbot von PFAS 

käme einem Verbot von Elektrolyse 

aller Art gleich, da es derzeit keinen 

wirtschaftlichen und technischen Ersatz 

mit vergleichbarer Leistung gibt. 

Dies würde die Entwicklung der Wasserstoffwirtschaft 

in der EU stark verlangsamen, 

und Europa würde weit 

hinter die USA und China zurückfallen. 

Der Übergang zu erneuerbaren 

Energien und der europäische Green 

Deal wären gefährdet. 

Im Rahmen des Green Deal kündigte 

die EU den Aktionsplan für die 

Kreislaufwirtschaft (CEAP) an, der unter 

anderem Maßnahmen für Elektronik- 

und IKT-Abfälle vorsieht. Eine 

Recycling-Verordnung für Elektrolyse-Membranen 

mit hohem Recyclingwert 

könnte einen gangbaren Weg 

darstellen. 

GET: Bis zum 21.9. lief bei der ECHA 

ein Anhörungsverfahren, in dem 

Bürger, Unternehmen und andere 

Organisationen diesen Vorschlag 

kommentieren können. Haben 

Sie Ihre Bedenken bei der ECHA 

eingereicht? 

H-Tec Systems: H-TEC SYSTEMS nimmt 

an der Konsultation der ECHA teil. 

Wir stehen mit unserer Muttergesellschaft 

MAN Energy Solutions sowie 

dem VDMA in engem Austausch hierzu 

und beteiligen uns weiterhin in einer 

Arbeitsgruppe des Nationalen 

Wasserstoffrats zu diesem Thema. 

Auch bei den Dichtungsherstellern 

und deren Kunden zeigt sich eine 

Mischung von Verunsicherung und 

Furcht vor Nachteilen beim Handel 

ihrer Produkte auf dem Weltmarkt. 

Der Dichtungsspezialist C. Otto 

Gehrckens GmbH & Co. KG (COG) 

führte im Lauf des Jahres eine Onlinediskussionsrunde 

mit seinen Kunden 

durch und beantwortete dabei nach 

damaligem Kenntnisstand eine Vielzahl 

von Fragen der Anwender quer 

aus den unterschiedlichen Branchen. 

Die Redaktion der GET hat dabei 

ebenfalls einige interessante Antworten 

bekommen. 

„Ein undifferenziertes PFAS- 

Verbot wäre eine schwere 

Belastung für den Markthochlauf 

der Brennstoffzelle und 

viele weitere Transformationstechnologien.“ 

Gerd Krieger, Geschäftsführer VDMA e. V. 

Arbeitsgemeinschaft Brennstoffzellen 

GET: Wird das Verbot auch Alternativen 

wie Fluorkautschuk (FKM) 

oder Perfluorkautschuk (FFKM) 

betreffen? 

COG: Es wären bei einem generellen 

Verbot alle fluorhaltigen Qualitäten 

wie FKM, FFKM, FEPM, PTFE oder 

auch FVMQ betroffen. 

GET: Gilt das Verbot weltweit? Gibt 

es ähnliche Bestrebungen auch in 

anderen Ländern? 

COG: Das diskutierte PFAS-Beschränkungsverfahren 

ist ein rein europä- 

12 


isches Verfahren. Aber auch in anderen 

Ländern z.B. USA, China, Japan, usw., 

laufen ähnliche PFAS-Beschränkungs- 

Bestrebungen. Hier wird aber das Thema 

nach unserem Kenntnisstand differenzierter 

bearbeitet und nicht versucht, 

PFAS kategorisch zu eliminieren. Die 

Pers pektive auf den Umfang der PFAS- 

Stoffe ist hier unterschiedlich. Bei uns 

strebt man ein generelles Verbot der gesamten 

PFAS-Gruppe mit ca. 10.000 unterschiedlichen 

Stoffen an. In anderen 

Ländern, z.B. den USA oder Japan werden 

nur bestimmte PFAS-Stoffe, die nachweislich 

toxisch oder in sonstiger Weise 

umweltschädlich sind, in den Verbotsverfahren 

berücksichtigt. 

GET: Wie geht es nach dem Verbot oder 

Beschränkung von PFAS bei Dichtungen 

weiter? Nach Ihrer Darstellung ist der 

Werkstoff alternativlos. 

COG: In der Tat sind in einigen Anwendungen 

die Fluorpolymere alternativlos. 

Ob und welche Alternativen hier noch 

entwickelt werden, vermögen wir zum 

jetzigen Stand noch nicht zu sagen. Bei 

anderen Anwendungen kann man zwar 

mit Alternativen arbeiten, die aber nicht 

ansatzweise einen ähnlichen Leistungsumfang 

aufweisen. Das führt unweigerlich 

zu großen technischen Rückschritten 

in vielen Bereichen. 

GET: Wird aktuell an Alternativen 

geforscht? 

COG: Da Fluorkautschuke, insbesondere 

die FFKM-Werkstoffe, z. T. sehr hochpreisig 

sind, wird seit vielen Jahren nach 

alternativen Werkstoffen geforscht. Bis 

heute konnten keine Substitute, die eine 

vergleichbare Performance haben, gefunden 

werden. Das betrifft u. a. Anwendungen 

für die Energiewende (Wasserstoff- 

oder Elektroantriebe), Pharma- und 

Lebensmittelbranche, aber auch die 

Chip- bzw. Computerindustrie 

GET: Lässt sich etwas zu einer 

Kostenentwicklung sagen? 

COG: Da die Substitutwerkstoffe, wenn 

überhaupt vorhanden, i.d.R. eine deutlich 

schlechtere Performance aufweisen, 

werden die Kosten aufgrund kürzerer 

Wartungsintervalle oder erhöhten Ausfällen 

entsprechend steigen. Diese Preise 

werden zwangsläufig auch auf den (End-) 

Verbraucher umgelegt. 

GET: Es wird an vielen Stellen von 

Alternativen gesprochen, die die PFAS 

betroffenen Dichtungen ersetzen sollen. 

Wieso werden diese Alternativen 

nicht schon längst verwendet? 

COG: Es ist so, dass die z. Zt. verfügbaren 

Alternativen nicht das gleiche Leistungsspektrum 

abdecken wie die Fluorelastomere. 

Es ist ja nicht nur die hervorragende 

chemische Beständigkeit bei gleichzeitiger 

Temperaturbeständigkeit bis über 

300 °C (bei einem FFKM), die einen guten 

FKM- oder FFKM-Dichtungswerkstoff ausmachen, 

sondern auch in Kombination 

mit den vorherigen Parametern das Rückstellverhalten, 

das elastische Verhalten 

über die Zeit usw. zeichnen einen qualitativ 

hochwertigen Werkstoff aus. In der 

Regel ist es so, dass die häufig genannten 

Substitute in einem, häufig in mehreren 

Punkten extreme Schwächen zeigen. 

So kann in einigen Bereichen mit Anforderungen 

einer chemischen Beständigkeit 

anstatt eines FKM-Werkstoffes ein 

HNBR Compound eingesetzt werden. Allerdings 

nicht, wenn die Elastomerdichtung 

gleichzeitig bei höheren Temperaturen 

abdichten soll. Oder wenn, wie z. B. 

bei Reinigungs- und Sterilisationsprozessen 

in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, 

stark wechselnden Bedingungen 

auftreten. Diese Anforderungsprofile gibt 

es aber sehr häufig in unterschiedlichen 

Industriebereichen. 

GET: Gibt es Übersichtstabellen über 

aktuell vorhandene Alternativwerkstoffe 

(für PTFE, FKM, FFKM, PVDF, ...) 

im Dichtungsbereich? 

COG: COG verweist hierzu an die hauseigene 

Abteilung Anwendungstechnik. 

Eine Beständigkeitstabelle (auch für Alternativwerkstoffe 

findet man unter 

https://www.cog.de/produkte/bestaendigkeitsliste. 

Hierbei ist aber zu beachten, 

dass die dort gemachten Beständigkeiten 

je Werkstoffart sich auf 

Raumtemperatur beziehen. Bei höheren 

Temperaturen können sich die Beständigkeitswerte 

erheblich verschlechtern. 

Im Zweifel sollte der Anwender, Konstrukteur 

oder Einkäufer sich von seinem 

Dichtungslieferanten beraten lassen 

oder Tests durchführen. 


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Leitartikel 

Erfolgreiches Pilotprojekt 

Abb. 4: Gelbes Harz statt schwarzer Aktivkohle: In den Ionenaustauschern von Silhorko/ 

Eurowater entfernt Spezialharz zuverlässig PFAS aus dem Wasser. Bilder: Eurowater/GET 

Die meisten Umwelteinflüsse entstehen 

bei der Produktion, also zunächst 

vor Ort. Ist eine einfache Fluorverbindung 

erst einmal zu einem Kunststoff 

(z. B. PTFE) polymerisiert, so ist dieser 

Werkstoff in seiner Anwendung 

als ungefährlich einzustufen. Die Verwendung 

(und damit der Import) werden 

also per se zukünftig weiterhin 

nicht zu beanstanden sein. Deshalb 

wird es der öffentlichen Diskussion 

und der Politik in den Herstellungsländern 

von PFAS überlassen sein, ob 

deren Produktion dort verboten werden 

wird. 

Die einzelnen EU-Mitgliedsstaaten 

setzten diese Richtlinie in nationales 

Recht um, Dänemark ging dabei noch 

einen Schritt weiter und senkte den 

nationalen Grenzwert sogar auf 2 Nanogramm 

pro Liter ab. Auf der Insel 

Fanø lag der gemessene Wert mit 4,4 

Nanogramm allerdings deutlich darüber. 

Das entpuppte sich auf der recht 

kleinen Insel allerdings als Problem – 

Die Lösung lieferte der dänische 

Wasseraufbereitungsspezialist 

SILHORKO-EUROWATER A/S, 

seit 2020 ein Teil des Grundfos- 

Konzerns. Das Wasserwerk Fanø verfügt 

nun über die erste Wasseraufbereitungsanlage 

des Landes, die 

mithilfe der Ionenaustauschtechnologie 

die problematischen PFAS- 

Stoffe aus dem Trinkwasser entfernen 

kann. Die innovative Anlage, 

die aus einem speziell angefertigten 

Filter besteht, kann bis zu 150 m 3 

(150.000 Liter) Trinkwasser pro Stunde 

reinigen. In der Anlage wird das 

Wasser durch eine Schüttung von 

kleinen Ionenaustauschkugeln (auch 

Harze genannt) geleitet, die die 

PFAS-Stoffe aufnehmen. 

Diese Reinigungsmethode senkt 

nicht nur den Gehalt an PFAS unter 

Einmal freigesetzt – für immer 

verseucht? 

In der eingangs bereits erwähnten 

interaktiven „Karte der ewigen Verschmutzung“ 

werden die bekannten 

Fundstellen von PFAS-Verschmutzungen 

in ganz Europa aufgeführt. 

Sie ist beispielsweise auf https:// 

foreverpollution.eu/maps-and-data/ 

maps/ unschwer zu finden. Die darin 

aufgeführten Fundorte beschränken 

sich nicht nur auf Industriegelände, 

auch in vielen Gewässern und Agrarflächen 

sind auffällige PFAS-Konzentrationen 

zu finden. Dazu trägt auch 

die hohe Mobilität der Stoffe in Wasser 

bei. 

Am 23. Oktober 2020 legte der 

Europäische Rat mit der überarbeiteten 

Fassung der EG-Trinkwasserrichtlinie 

neue Mindeststandards für 

die Qualität des Trinkwassers fest. Sie 

beinhaltet eine verpflichtende Risikobewertung 

und ein Risikomanagement. 

In dem verbesserten Überwachungskonzept 

findet sich auch eine 

Vielzahl an verschärften Grenzwerten 

für Schadsubstanzen, darunter erstmals 

auch PFAS. 

Abb. 5: Die Harzkügelchen im Ionenaustauscher sorgen viele Jahre für sauberes Trinkwasser. 

 

(Grafik: Eurowater) 

einen anderen Brunnen zu graben, 

war auf der kleinen Insel nicht möglich. 

Abb. 6: Die Kügelchen aus Spezialharz binden 

PFAS sowohl an den hydrophilen Funktionsgruppen 

wie auch an den hydrophoben, 

fluorierten Kohlenstoffketten. 

 

(Grafik: Eurowater) 

den Grenzwert – sie ist auch so effektiv, 

dass PFAS von den Messgeräten 

nicht mehr erfasst werden kann. Konkret 

bedeutet dies, dass der Gehalt 

jeder PFAS-4-Verbindung sicher unter 

mikroskopischen 0,1 Nanogramm 

pro Liter liegt, sofern überhaupt noch 

welches vorhanden ist. 

„Unser Pilotversuch auf Fanø 

zeigt deutlich, dass es keine andere 

Reinigungsmethode für PFAS gibt, 

die vergleichbare Ergebnisse wie die 

Ionenaustauschtechnologie 

liefern 

kann. Sowohl, wenn wir über den 

Reinigungsgrad, als auch über die 

Lebensdauer sprechen“, sagt Arne 

Koch, Abteilungsleiter für Trinkwasser 

bei EUROWATER. 

Während Aktivkohle, die bisher 

für die Entfernung von PFAS verwendet 

wird, eine kurze Lebensdauer von 

14 


Leitartikel 

nur wenigen Monaten hat, wird die 

Kapazität der Harze Berechnungen 

zufolge für 8–10 Jahre reichen. 

Überzeugende Messungen 

Da die Anlage auf Fanø die erste ihrer 

Art ist, waren wiederholte Analysen 

erforderlich, um die Qualität des Wassers 

sicherzustellen, bevor die Anlage 

endgültig in Betrieb genommen werden 

konnte. Doch die Analysen waren 

eindeutig: kein messbares PFAS. 

Vor diesem Hintergrund gab die Aufsichtsbehörde 

grünes Licht für die Inbetriebnahme 

der Anlage und am 20. 

März konnten sich die Bewohner der 

Insel Fanø das erste Glas PFAS-freies 

Trinkwasser einschenken. 

EUROWATER kann nun die Erfahrungen 

aus der Ionenaustauschanlage 

von Fanø nutzen, um anderen 

Abb. 7: Plasmareaktor im laufenden 

Betrieb: Die Plasmaentladungen werden im 

Reaktor durch das charakteristische Leuchten 

deutlich sichtbar. (Bild: Fraunhofer IGB) 

Wasserwerken zu helfen, die möglicherweise 

ähnliche Probleme mit 

PFAS haben. 

„Die Zusammensetzung von 

PFAS-Stoffen kann von Wasserwerk 

zu Wasserwerk unterschiedlich sein, 

aber mit unserem Wissen aus Fanø 

sind wir jetzt in der Lage, den Reinigungsgrad 

und die Anlagenkapazität 

bereits zu berechnen, sobald wir 

die Wasseranalyse in der Hand haben“, 

sagt Søren Duch-Hennings, 

Abb. 8: Aufbau des Plasmareaktors: Durch Anlegen einer Hochspannung zwischen den Elektroden 

entsteht ein Plasma. Kontaminiertes Wasser wird nach oben gepumpt und fließt in 

einem Spalt durch die Zone mit der Plasmaentladung wieder nach unten. Dabei werden die 

PFAS angegriffen. 

(Grafik: Fraunhofer IGB) 

Chemieingenieur und Produktspezialist 

für Ionenaustauschtechnologie 

bei EUROWATER. 

Das 

Wasseraufbereitungsunternehmen 

hat bereits das nächste Pilotprojekt 

gestartet, bei dem die 

Harze gegen eine andere Zusammensetzung 

von PFAS-Stoffen getestet 

werden. 

Plasmablitze zerlegen PFAS 

Einen völlig anderen Ansatz zur Reinigung 

von PFAS-verschmutzem Wasser 

verfolgt das vom Bundesministerium 

für Bildung und Forschung 

(BMBF) im Rahmen der Initiative Wasser 

N geförderte Verbundprojekts 

AtWaPlas. Das Akronym steht für At- 

mosphären-Wasserplasma-Behand- 

lung. Mit dem energieeffizienten Verfahren 

werden die Molekülketten der 

PFAS abgebaut, so dass PFAS aus kontaminiertem 

Wasser entfernt werden 

könnten. Das Fraunhofer-Institut für 

Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik 

IGB in Stuttgart hat das Verfahren 

gemeinsam mit dem Industriepartner 

HYDR.O. Geologen und 

Ingenieure aus Aachen in nur zwei 

Jahren Projektlaufzeit entwickelt. Das 

Verfahren: Kreislaufführung des Wassers 

im Plasmareaktor 

Ein Plasma ist ein mittels Hochspannung 

ionisiertes elektrisch leitfähiges 

Gas, das äußerst reaktiv und 

damit in der Lage ist, Molekülketten 

von Substanzen anzugreifen. 

Zur Plasmabehandlung von verunreinigtem 

Wasser kommt ein 

zylinderförmiger Aufbau zum Einsatz. 

Im Inneren des Aufbaus befindet 

sich ein Edelstahlzylinder, durch 

welchen das Wasser nach oben gepumpt 

wird, bevor das Wasser an 

dessen Außenseite als dünner Film 

hinunterfließt. Gleichzeitig dient der 

Edelstahlzylinder als Masseelektrode 

des Stromkreises. Nach außen wird 

der Reaktoraufbau durch einen Glaszylinder 

begrenzt, auf dem sich ein 

Kupfernetz als Hochspannungselektrode 

befindet. Zwischen dem Glaszylinder 

und dem Wasserfilm bleibt 

ein winziger Spalt, der mit einem Gasgemisch 

gefüllt ist. Durch Anlegen einer 

Spannung von mehreren Kilovolt 

zwischen den beiden Elektroden wird 

aus dem Gasgemisch ein Plasma erzeugt. 

Es ist chemisch hoch aktiv und 

in der Lage, Molekülbindungen aufzubrechen. 

Das Plasma wird durch 

das charakteristische Leuchten und 

das Entladen in Form von Blitzen für 

das menschliche Auge sichtbar. 

Im Reinigungsprozess wird das 

Wasser mehrfach in einem geschlossenen 

Kreislauf durch den Reaktor 

und die Plasmaentladungszone im 

Spalt gepumpt, und jedes Mal werden 

die PFAS-Molekülketten weiter 

verkürzt und abgebaut. Im Idealfall 

werden die schädlichen PFAS-Stoffe 

auf diese Weise durch vollständige 

Mineralisierung so weit beseitigt, 

dass sie in massenspektrometrischen 


Leitartikel 

Messungen nicht mehr nachweisbar 

sind. Damit werden auch die strengen 

Regularien der Trinkwasserverordnung 

in Bezug auf die PFAS-Konzentration 

erfüllt. 

Gegenüber herkömmlichen Methoden 

wie beispielsweise der Filterung 

mit Aktivkohle weist die am 

Fraunhofer IGB entwickelte Technologie 

einen entscheidenden Vorteil 

auf: Aktivkohlefilter können die 

schädlichen Stoffe zwar binden, sie 

aber nicht beseitigen. Somit müssen 

die Filter regelmäßig ausgetauscht 

und entsorgt werden. Die AtWaPlas- 

Technologie dagegen kann die schädlichen 

Substanzen rückstandsfrei eliminieren 

und arbeitet dabei sehr 

effizient und wartungsarm. 

Reale Wasserproben statt 

synthetischer Mischungen 

Während konventionelle Testverfahren 

mit im Labor synthetisch angerührten 

wässrigen PFAS-Lösungen 

arbeiten, wurden im AtWaPlas-Projekt 

reale Wasserproben aus PFASkontaminierten 

Gebieten untersucht, 

die der unter anderem auf Altlastensanierung 

spezialisierte Projektpartner 

HYDR.O. zulieferte. Diese enthalten 

neben PFAS auch weitere Partikel, 

Schwebstoffe und organische Trübungen. 

So wurde der Reinigungseffekt 

auch unter realen Bedingungen 

mit wechselnden Wasserqualitäten 

unter Beweis stellt. Zugleich konnten 

die Prozessparameter laufend angepasst 

und weiterentwickelt werden. 

Weitere Anwendungsgebiete 

und Ausblick 

Das Plasma-Wasserreinigungsverfahren 

lässt sich auch für den Abbau 

anderer schädlicher Substanzen 

einsetzen, beispielsweise von Medikamentenrückständen, 

Pestiziden, 

Herbiziden und Cyaniden. Daneben 

kommt AtWaPlas auch für die umweltschonende 

und kostengünstige 

Aufbereitung von Trinkwasser in mobilen 

Anwendungen infrage. 

Nach den erfolgreichen Versuchsreihen 

mit einem Fünf-Liter-Reaktor im 

Technikums-Maßstab soll das Verfahren 

gemeinsam mit dem Verbundpartner 

weiter optimiert werden. Ziel 

ist es, toxische PFAS durch verlängerte 

Prozesszeiten und mehr Umläufe 

im Tank vollständig zu eliminieren 

und die AtWaPlas-Technologie auch 

für die praktische Anwendung im größeren 

Maßstab verfügbar zu machen. 

Zukünftig könnten entsprechende 

Anlagen auch als eigenständige Reinigungsstufe 

in Klärwerken aufgestellt 

werden oder in transportablen Containern 

auf kontaminierten Freilandflächen 

zum Einsatz kommen. 

Rettung für den Acker 

PFAS dienen aber nicht nur als Baumaterial 

für Kunststoffe oder Dichtungen 

– sie sind auch in Feuerlöschschäumen 

zu finden. Diese bilden 

auf der Oberfläche brennbarer Flüssigkeiten 

oder auf geschmolzenen 

Oberflächen einen dünnen Wasserfilm 

und verhindern so das Austreten 

von brennbaren Gasen. Dies steigert 

die Löschwirkung des Schaumes 

und verhindert gleichzeitig die Rückzündung 

der brennbaren Flüssigkeit. 

Löschschäume werden daher traditionell 

gerne auch auf Flugplätzen 

eingesetzt. Versickert das Löschwasser 

von Einsätzen oder den obligatorischen 

Übungen im Erdboden, kann 

das zu einer Belastung umliegender 

Agrarflächen führen. Doch wie reinigt 

man einen Acker? 

Das Forschungskonsortium des 

FABEKO Projektes, bestehend aus 

der GEOlogik Wilbers & Oeder GmbH 

in Münster, der Mull und Partner Ingenieurgesellschafts 

GmbH in Osnabrück, 

dem Helmholtz-Zentrum 

für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig 

und der Sensatec GmbH in Kiel, 

hat im Juni 2023 eine Sanierungsanlage 

zur On-Site-Behandlung 

PFAS-kontaminierter Böden in Betrieb 

genommen. In dem vom Bundesministerium 

für Bildung und 

Forschung (BMBF) geförderten Forschungsvorhaben 

FABEKO wird die 

bereits in der Gemeinde Hügelsheim 

getestete, biopolymergestützte 

PFAS-Elution weiterentwickelt und 

mit zwei Wasseraufbereitungsverfahren, 

der Flotation und der Adsorption 

der PFAS an elektrisch stimulierte 

Aktivkohle gekoppelt. 

Zur Sanierung des Oberbodens 

wurde zunächst ein Bodenhaufwerk 

mit 50 m³ Volumen aufgebaut. Der 

Boden wird, wie bereits im vorhergehenden 

FuE-Projekt BioKon erfolgreich 

getestet, mit einer Lösung aus 

biologisch abbaubaren Löslichkeitsvermittlern 

durchspült. Die Löslichkeitsvermittler 

binden die PFAS und 

lösen diese von der Bodenmatrix. 

Das Perkolat wird in einem Pumpensumpf 

gesammelt und dann in die 

Sanierungsanlage gefördert und dort 

aufgereinigt. 

Aktivkohle vor Ort regenerieren 

Das Wasseraufbereitungsverfahren 

der Flotation ist bereits im vorausgegangenen 

Forschungsvorhaben 

zum Einsatz gekommen und wird 

in diesem Pilotversuch weiterentwickelt. 

Das zweite Verfahren, das auf 

der Adsorption der PFAS an elektrisch 

stimulierter Aktivkohle basiert 

und wesentlich energie- und ressourcenschonender 

ist, wurde in diesem 

FuE-Projekt durch Forscher des UFZ 

entwickelt. Die Spurenstoffe werden 

damit nicht nur sehr effizient aus 

dem Wasser entfernt, sondern die 

Aktivkohle kann auch direkt am Ort 

ihrer Verwendung regeneriert und 

wiederverwendet werden. 

Abb. 9: Verfahrensschema der biopolymergestützten PFAS Elution und der Wasseraufbereitungs-techniken 

im FABEKO-Projekt 

(Grafik: Sensatec GmbH) 

16 


Leitartikel 

Dafür werden Vliese aus feinen Aktivkohlefasern 

eingesetzt, deren Oberfläche 

für die Anziehung der negativ 

geladenen PFAS maßgeschneidert 

ist. Ist das Aufnahmevermögen der 

Vliese für PFAS erschöpft, dann wird 

vorzugsweise mit grünem Strom die 

Aktivkohle kurzzeitig negativ geladen. 

Die ebenfalls negativ geladenen 

PFAS-Moleküle werden damit von 

der Oberfläche abgestoßen und in 

einem kleinen Volumen an Konzentrat 

gesammelt. Das regenerierte Aktivkohlevlies 

kann dann sofort wieder 

für die Wasserreinigung eingesetzt 

werden. 

Im Projekt FABEKO wurden Module 

für die potentialgesteuerte Adsorption 

entwickelt, die nun erstmalig 

im Pilotversuch in Rastatt zur Reinigung 

des PFAS-haltigen Wassers aus 

der Bodenwäsche getestet werden. 

Für den Pilotversuch wurde auf einer 

Agrarfläche in der Nähe des Bauhofs 

Hügelsheim ein 20“ Seecontainer 

und ein 10“ Seecontainer neben des 

eigens errichteten Bodenhaufwerks 

aufgestellt. Die im 20“ Seecontainer 

verbaute Flotations- und Dosiereinheit 

inkl. Steuerungstechnik dient der 

kontrollierten Aufgabe der Biopolymerlösung 

auf das Haufwerk sowie 

der Behandlung des Prozesswassers 

mittels Flotation. In dem danebenliegenden 

10“ Seecontainer sind die Adsorptionsmodule 

untergebracht. Die 

beiden Wasseraufbereitungsprozesse 

können getrennt voneinander sowie 

in Reihe geschaltet betrieben werden. 

Zusätzlich wurden mehrere Behälter 

(IBCs) sowie ein Aktivkohlefilter 

neben den Containern platziert. Es ist 

eine Laufzeit von ca. 8 Wochen vorgesehen. 

Das Verbundprojekt FABEKO 

(Grundwasserschutz durch flächenhafte 

Aufbereitung PFAS-verunreinigter 

Böden durch On-Site-Bodenelution 

und Wasseraufbereitung durch 

elektrostimulierte Aktivkohle) wird 

vom Bundesministerium für Bildung 

und Forschung (BMBF) unter der Initiative 

KMU-innovativ gefördert und 

fachlich unterstützt durch die PFAS- 

Geschäftsstelle des Landratsamtes 

Rastatt. KMU-innovativ ist Teil der 

BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit 

(FONA)“. 

Die Forscher gehen davon aus, 

dass die Bodenqualität nach der Behandlung 

weitestgehend intakt bleibt 

und die Mikroorganismen und andere 

Lebensformen nicht negativ beeinträchtigt 

sind, da die Biopolymerkomponente 

eher eine Kohlenstoff- sprich 

Nahrungsquelle darstellt. Im Zuge 

des aktuellen Pilotversuchs werden 

auch landwirtschaftliche Parameter, 

die eine Aussage über die Qualität 

des Bodens treffen sollen, untersucht. 

Einfach zermahlen 

Eine weitere Möglichkeit, PFAS zu zerstören, 

die aktuell erforscht wird, ist 

das Kugelmahlen. Bei diesem Verfahren 

werden PFAS und Zusatzstoffe 

in einer Mühle mit hohen Geschwindigkeiten 

mit Kugeln aus Zirkon 

oder rostfreiem Stahl zusammen 

mit Bornitrid vermischt. Die Kollisionen 

zwischen den Kugeln und den 

Zusatzstoffen sollen zu Festkörperreaktionen 

führen, die die Kohlenstoff-Fluor-Bindungen 

der PFAS zerstören 

und sie in weniger schädliche 

Produkte umwandeln. Eine Schlüsselrolle 

scheint dabei das Bornitrid 

einzunehmen. Es scheint in einem 

Zwischenschritt Elektronen und Fluoratome 

aus den PFAS aufzunehmen, 

die im weiteren Verlauf in Fluoralkylradikale 

zerfallen. Diese reagieren 

mit Sauerstoff oder anderen Radikalen 

und bilden schließlich unschädliche 

Mineralien. 

„Ein universelles PFAS-Verbot ist 

nicht überall ein Fortschritt“ 

Mit dem angestrebten PFAS-Verbot 

könnte die dringend notwendige Energiewende 

in akute Gefahr geraten. 

Ein noch nicht genau quantifizierbarer 

Schaden ist vermutlich bereits 

durch die Verunsicherung der Akteure 

im Markt entstanden. Es ist 

anzunehmen, dass Investitionsentscheidungen 

über den Bau von Fabriken, 

die Anschaffung von neuen 

Maschinen und die Ausweitung von 

Fertigungskapazitäten im Bereich 

der Wasserstoffbranche auf Eis gelegt 

wurden und werden, bis eine 

Entscheidung durch die ECHA ergangen 

ist. Im Fall eines Verbotes 

droht die Abwanderung einer kompletten 

Zukunftsbranche. Dass mit 

PFAS-haltigen Substanzen in der Vergangenheit 

bei der Anwendung und 

Entsorgung leider viel Schindluder getrieben 

wurde, darf den dringenden 

Umbau unserer Energiewirtschaft 

nicht behindern. Wie ein verantwortungsvoller 

und differenzierter Umgang 

mit PFAS aussehen könnte, hat 

zuletzt der nationale Wasserstoffrat 

(NWR) in seiner Stellungnahme vom 

15.September 2023 aufgezeigt. 

In dieser Stellungnahme unterstützt 

der NWR grundsätzlich die 

Regulierung von per- und polyfluorierten 

Alkylverbindungen (PFAS) sowie 

die Bestrebungen eines verantwortungsvollen 

Umgangs zum Schutz 

von Menschen und Umwelt. Aber 

auch dieses Expertengremium hält 

PFAS jedoch für vielfältige Schlüsseltechnologien 

der Energiewende unabdingbar. 

Durch einen generellen 

Ausstieg aus der Nutzung von PFAS 

kann es zu einer faktischen Blockade, 

in jedem Fall zu einer drastischen Verzögerung 

beim Hochlauf von Wasserstofftechnologien 

kommen, wodurch 

die Energiewende sowie die Erreichung 

der Klimaschutzziele des European 

Green Deals gefährdet werden. 

Vor diesem Hintergrund fordert auch 

der NWR eine differenzierte Risikobewertung 

und Einstufung der relevanten 

Wasserstoff- und Energiewendetechnologien 

als „essential use“. 

Autor: Ottmar Holz 

Redakteur 

Die zugrundeliegenden Informationen 

und Aussagen wurden freundlicherweise 

zur Verfügung gestellt von 

(in alphabetischer Reihenfolge): 

- COG C.Otto Gehrkens 

GmbH & Co. KG 

- Fraunhofer-Institut für Grenzflächen 

und Bioverfahrenstechnik IGB 

- H-TEC Systems GmbH 

- ionisys GmbH 

- Leitstelle Wasserstoff 

- Sensatec GmbH 

- SILHORKO-EUROWATER A/S 

- STASSKOL GmbH 

- UFZ Helmholz-Zentrum für 

Umweltforschung GmbH 

- VDMA (Verband Deutscher 

Maschinen- und Anlagenbau e. V.) 



Versorgungssicherheit im Fokus 

Schraubenverdichter von AERZEN speisen 

Biomethan ins Gasnetz ein 

Sebastian Meißler 

In der Energiewirtschaft zählt Versorgungssicherheit. 

Für die eingesetzten 

Systeme folgt daraus der 

hohe Anspruch an Verfügbarkeit 

und Ausfallsicherheit. Können kleinere 

Kraftwerke, Solarfarmen oder 

Windparks vergleichsweise einfach 

heruntergefahren oder komplett 

vom Netz genommen werden, gestaltet 

sich dieses bei Biogasanlagen 

deutlich schwieriger. Biologische 

Prozesse lassen sich nicht 

einfach stoppen, weshalb bei der 

technischen Ausrüstung maximale 

Ausfallsicherheit und Redundanz 

gefragt sind. Für die Einspeisung 

von Biomethan ins Erdgasnetz setzt 

die EWE NETZ GmbH im Bereich der 

Vorverdichtung des Biomethans 

AERZEN Schraubenverdichter ein. 

Biogas zu Biomethan aufbereiten 

und ins Erdgasnetz einspeisen: Dieser 

Weg stellt eine effektive Möglichkeit 

dar, den regenerativ erzeugten 

Energieträger speichern zu können. 

Im Gegensatz zur direkten Verstromung 

von Biogas vor Ort im Blockheizkraftwerk 

ist vor der Einspeisung 

ins Erdgasnetz erzeugerseitig allerdings 

die Aufbereitung zu Biomethan 

notwendig. Für die Einspeisung mit 

speziellen Anlagen ist wiederum der 

örtliche Erdgasnetzbetreiber zuständig. 

Ein funktionaler Bereich ist hier 

die Vorverdichtung, für die die EWE 

NETZ GmbH Schraubenverdichter 

von AERZEN einsetzt. Dieser Prozess 

ist untergliedert in zwei Druckstufen. 

In der ersten Druckstufe kommen 

Aggregate von AERZEN zum Einsatz, 

für den Hochdruckbereich Kolbenverdichter 

von Neumann und Esser. 

Gasqualität sicherstellen 

Mit einem Übergabedruck von 

circa 100 Millibar erreichen bis zu 

700 Normkubikmeter Biomethan 

einer Biogasaufbereitungsanlage im 

Landkreis Cloppenburg pro Stunde 

die Einspeisestation von EWE NETZ 

GmbH. „Die Dichte an landwirtschaftlichen 

Betrieben ist hoch in dieser Region“, 

meint Christoph Benten, zuständig 

für Biogaseinspeiseanlagen 

bei der EWE NETZ. Der Energieversorger 

mit Hauptsitz in Oldenburg 

betreibt im Landkreis Cloppenburg 

Abb. 1: Die Einspeisestation ist direkt neben 

der Gasaufbereitung mobil und platz sparend 

in einem Betoncontainer installiert 

18 



weder die Biogasanlage noch die Aufbereitung. 

Vielmehr stellt das Unternehmen 

das Gasnetz und die Infrastruktur 

für die Einspeisung zur 

Verfügung. Die EWE NETZ GmbH hat 

in dieser Konstellation die Verantwortung 

für die übergebene Biomethanqualitäten, 

die notwendige Druckanpassung 

sowie die Einstellung des 

Brennwertes für eine sichere Einspeisung 

von Biomethan ins Erdgasnetz. 

Einzuhalten sind dabei unter 

anderem die Richtlinien des DVGW 

(Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches). 

Festgelegt sind in Regelwerken 

unter anderem der übergebene 

Methangehalt, die Grenzwerte 

für Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff 

sowie der Wassertaupunkt. 

Bleibt das übergebene Biomethan innerhalb 

der Grenzwerte, wird mittels 

Schraubenverdichter von AERZEN der 

Druck von etwa 100 Millibar auf fünf 

bar erhöht. Das Ortsnetz selbst wird 

mit einem Druck von 0,8 bis 0,9 bar 

betrieben und versorgt die angeschlossenen 

Betriebe und Haushalte 

mit Erdgas beziehungsweise eingespeistem 

Biomethan. 

Christoph Benten: „Der Gesetzgeber 

legt fest, dass wir bei der Einspeisung 

von Biomethan ins Erdgasnetz 

eine technische Verfügbarkeit 

der Einspeiseanlage von mindestens 

96 Prozent erreichen müssen.“ Aus 

diesem Grund hält EWE NETZ GmbH 

einen Redundanzbetrieb von zwei 

baugleichen VMX 110 Aggregaten aus 

dem Hause AERZEN vor. Diese liefern 

jeweils eine Förderleistung von 700 

Normkubikmetern pro Stunde. „Geht 

eine Maschine in Störung, springt automatisch 

die zweite Maschine ein.“ 

Abb. 2: Schraubenkompressoren von AERZEN verdichten das Biomethan für die Einspeisung 

ins örtliche Gasnetz 

der Maschinenrichtlinie zertifiziert. 

Die VMX-Reihe erfüllt die neuesten 

Sicher heitsnormen der EN 1012-3 sowie 

das Regelwerk des DVGW für den 

Einsatz in Deutschland. 

Eingebaut sind die Schraubenverdichter 

in der Einspeiseanlage 

im Landkreis Cloppenburg in einem 

kompakten Betongebäude, das direkt 

neben der Biogasaufbereitung 

der Biogasanlagen platziert ist. Konzipiert 

ist die Einheit als anschlussfertiges 

System, das sich entsprechend 

schnell in Betrieb nehmen 

lässt. „Vorteile der kompakten Modulbauweise 

sind der schnelle und 

unkomplizierte Aufbau vor Ort und 

die Möglichkeit, die Anlage für den 

Umzug an einen anderen Standort 

auch relativ einfach wieder abbauen 

zu können“, sagt Christoph Benten. 

Die beiden Schraubenverdichter hat 

AERZEN als Komplettsystem geliefert. 

Ein wichtiger Projektteilnehmer 

ist die Elektrotechnik GmbH 

Schaumburg (ELOG). In den Händen 

der ELOG lag die Engineering-Begleitung 

im Bereich EMSR Technik, der 

Schaltanlagenbau bis hin zur Inbetriebnahme 

sowie die Integration des 

Systems in eine übergeordnete Steuerungs- 

beziehungsweise Leit ebene. 

Die EWE NETZ GmbH gibt für seine 

Standorte ein Basic-Engineering sowie 

die Definition der Schnittstellen 

für den Signalaustausch mit dem 

Abgenommene Systemlösung 

Verdichtung von Biomethan, Biogas 

sowie anderen Kohlenwasserstoff-Mischgasen: 

Genau dafür sind 

die ölgeschmierten direktangetriebenen 

VMX-Schraubenverdichter- 

Aggregate konzipiert. Die Reihe deckt 

in fünf Baugrößen im Dauerbetrieb 

Volumenströme bis 2.500 Normkubikmeter 

pro Stunde ab und liefert 

einen Überdruck bis 16 bar. Für den 

Einsatz im Umfeld von Biogasanlagen 

sind die Aggregate entsprechend 

der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU sowie 

Abb. 3: AERZEN lieferte für EWE eine einbaufertige Komplettlösung inklusive Verrohrung 

und Anbindung an die Steuerungsebene 



Abb. 4: Die VMX-Schraubenverdichter sind auf maximale Verfügbarkeit ausgelegt. Was zählt, ist schließlich die Liefersicherheit bei der Einspeisung 

Leitsystem vor. Benten: „Uns geht es 

bei diesem schlüsselfertigen Anlagenbau 

darum, dass die eingesetzte 

Technik mit wenig Störungen hochverfügbar 

arbeitet.“ 

Unterschiedliche Gasqualitäten 

EWE NETZ GmbH stellt mittels eichamtlicher 

Gasanalysen die Qualität 

des übergebenen Biomethans fest 

und verifiziert hierdurch die geforderten 

Grenzwerte in einer Abschaltmatrix. 

Erreicht das übergebene 

Biomethan nicht die geforderten 

Übergabeparameter, wird die Einspeisung 

ins Erdgasnetz so lange 

gestoppt, bis die Grenzwerte wieder 

eingehalten werden. Sobald Biomethan 

ins Erdgasnetz eingespeist 

wird, muss die EWE NETZ GmbH den 

Brennwert des übergebenen Biomethans 

mit dem aktuellen Brennwert 

innerhalb des einzuspeisenden 

Abb. 5: Mit der Verdichtung von Biomethan 

lässt sich der regenerativ erzeugte Brennstoff 

auf effiziente Weise in vorhandene 

Gasnetze einspeisen 

Erdgasnetzes abgleichen und das 

Bio methan dementsprechend anpassen. 

Hier unterscheiden sich 

zwei Arten der Anpassung (Konditionierung), 

welche abhängig vom örtlichen 

Erdgasnetz sind. Aktuell gibt es 

in Deutschland zwei Brennwertbänder 

innerhalb der Erdgasnetze. Hierbei 

handelt es sich um das L-Gasnetz 

(niederkalorischer Bereich) sowie das 

H-Gasnetz (hochkalorischer Bereich). 

Bei der Einspeisung in ein L-Gasnetz 

ist dem Biomethan Luft zuzumischen, 

um den Brennwert zu senken. Bei der 

Einspeisung in ein H-Gasnetz ist der 

Brennwert mit einer Zumischung von 

Flüssiggas (LPG) wiederum anzuheben. 

Die exakte Zudosierung von Luft 

oder LPG wird automatisch über Gasmischer 

eingestellt. Aktuell laufen in 

Deutschland und bei der EWE NETZ 

GmbH Projekte zur Umstellung von 

L-Gasnetze auf H-Gasnetze, da die 

Verfügbarkeit von L-Gas limitiert ist. 

Eine weitere Unterscheidung bei 

der Einspeisung findet sich darin, in 

welches Netz eingespeist wird. Das 

örtliche Verteilnetz arbeitet mit maximal 

1 bar, das Hochdrucknetz mit 

bis zu 70 bar. Solange Aufnahmekapazitäten 

innerhalb des örtlichen 

Verteilnetzes gegeben sind, speisen 

die AERZEN Schraubenverdichter 

ein. Kommt es zu einem Aufnahmeengpass, 

springt automatisch die 

Einspeisung ins Hochdrucknetz ein. 

Dann übernehmen Kolbenverdichter 

von Neumann und Esser die Arbeit. 

Die Schraubenverdichter bleiben in 

Betrieb und erzeugen den Vordruck 

für die Hochdruckverdichter. Dieser 

Aufbau führt dazu, dass die Kolbenverdichter 

aus energetischen Gründen 

nur dann zum Einsatz kommen, 

wenn das Ortsnetz nichts mehr aufnimmt 

und 70 bar Einspeisedruck 

notwendig sind. 

Biomethan: Erneuerbare Energie 

im Gasnetz 

Mit der Einspeisung von Biomethan 

in das vorhandene Erdgasnetz verbessern 

sich die Speichermöglichkeiten 

von Biogas sowie die Nutzung 

der erzeugten Energie unabhängig 

vom Standort der Biogasanlage. Zudem 

ist eine zeitliche Entkopplung 

von Erzeugung und Nutzung möglich. 

Die Infrastruktur des Erdgasnetzes 

mit den zugehörigen Kavernen gilt in 

Deutschland mit einer Gesamtlänge 

von 530.000 Kilometern als gut ausgebaut. 

Komplette Systemlösungen 

bei der Verdichtung und Einspeisung 

des Gases machen es den Netzbetreibern 

einfacher, neue Standorte zu 

erschließen. 

Autor: 

Sebastian Meißler, Marketing 

Aerzener Maschinenfabrik GmbH 

Reherweg 28 

31855 Aerzen 

Tel + 49 5154 81 

info@aerzen.com 

www.aerzen.com 

20 



Stromspeicher 

Stärkung der Lade infra struk turen für Elektrofahrzeuge 

durch Energiespeichersysteme 

Die Speicherschränke von HES L und HES XXL von Socomec sind nach IP 55 gegen Staub-und Wassereindrang geschützt und eignen sich daher 

für eine Aufstellung im Freien. 

Bild: Socomec 

Das Verbot des Verkaufs von Fahrzeugen 

mit Verbrennungsmotor in 

den meisten europäischen Ländern, 

Kanada und einigen US-Bundesstaaten 

bis 2035 ist ein erster Schritt 

in Richtung eines dekarbonisierten 

Straßenverkehrs. Nach einer Schätzung 

der Internationalen Energieagentur 

(IEA) werden bis 2030 350 

Millionen Elektrofahrzeuge auf den 

Straßen unterwegs sein, um das Ziel 

der Netto-Nullemission bis 2050 zu 

erreichen, was mehr als 60 % der 

weltweit verkauften Fahrzeuge entspricht. 

Um diesen Zuwachs zu unterstützen, 

werden bis 2030 schätzungsweise 

über 60 Millionen 

Ladepunkte installiert sein. 

Angesichts des rasanten Wachstums 

und der Entwicklung von 

Schnell- und Superschnellladestationen 

steigt der Energiebedarf für das 

Aufladen von E-Fahrzeugen jedoch 

schneller als die verfügbare Energie 

im Netz. 

Wesentliche Herausforderungen 

bei der Installation von Ladestationen: 

1. Beibehaltung der Ladegeschwindigkeit 

– auch zu Spitzenzeiten 

Vielerorts ist das Stromnetz nicht in 

der Lage, den wachsenden Strombedarf 

der Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge 

allein zu decken. Dafür 

gibt es zwei wesentliche Gründe: die 

Kapazität der Stromproduk tion und 

die verfügbare Leistung nach den 

Hoch-/Niederspannungstransformatoren. 

Diese müssen ggf. ausgetauscht 

werden, und auch die Leistungsfähigkeit 

der Stromleitungen 

muss erhöht werden. Aufwand und 

Kosten hierfür sind hoch, vor allem in 

Städten. 

Das bedeutet, dass eine mit 

Schnellladestationen ausgestattete 

Ladeinfrastruktur während der Nachfragespitzen 

möglicherweise nicht 

mit maximaler Leistung versorgt 

werden kann, wodurch sich die Anzahl 

der Ladevorgänge pro Stunde 

verringert. 

Wenn das Netz, die Transformatoren 

oder die Leitungen nicht in der 

Lage sind, die für den Betrieb der 

Ladestationen mit Nennleistung erforderliche 

Energie zu liefern, können 

Energiespeichersysteme zusätzliche 

Energie zur Netzversorgung bereitstellen. 

Somit kann die Betriebsleistung 

der Ladestationen maximiert 

werden, um möglichst kurze Ladezeiten 

zu ermöglichen. 

Auf diese Weise kann das Energiespeichersystem 

in Zeiten geringer 

Nachfrage aufgeladen werden, 

um dann entladen zu werden, wenn 

der Strombedarf der Ladestationen 

für Elektrofahrzeuge die verfügbare 

Kapazität des Netzes übersteigt. Dank 

des Energiespeichersystems ist es 

möglich, eine stabile Last zu gewährleisten, 

um die erforderliche Ladekapazität 

für Elektrofahrzeuge sicherzustellen 

und gleichzeitig die hohen 

Kosten und langen Wartezeiten zu 

vermeiden, die mit einer Aufrüstung 

des Netzanschlusses verbunden sind. 

2. Senkung der Betriebskosten 

In einigen Ländern, wie z. B. Deutschland, 

rechnen die Energieversorgungsunternehmen 

die Kosten nach 

den 15 Minuten mit dem höchsten 

Stromverbrauch ab. Beim Laden von 

Elektrofahrzeugen können die Verbrauchsspitzen 

erheblich variieren, 

da sich der Bedarf je nach Anzahl 

Abb. 1: Die Stromspeicher decken Lastspitzen 

(rot schraffiert) ab, die die maximale 

Netzleistung (schwarze Linie) übersteigen 

würden. In den Zeiten mit weniger Last lädt 

das System die Speicher nach. 


21


Stromspeicher 

der gleichzeitig ladenden Fahrzeuge 

leicht vervielfachen kann. 

Die Integration von Energiespeichersystemen 

kann dazu beitragen, 

den höchsten Strombedarf durch 

Laststeuerung zu kappen. Diese Technologie 

wird als Lastspitzenkappung 

oder auch Peak Shaving bezeichnet. 

Auf diese Weise werden die normalerweise 

durch das Netz abgedeckten 

Abb. 2: Lastspitzenkappung durch das Speichersystem 

Bedarfsspitzen vom System aufgefangen. 

Die Batterien des Speichersystems 

werden dann geladen, wenn 

der Ladebedarf für Elektrofahrzeuge 

sinkt, und entladen, wenn der Strombedarf 

zu steigen beginnt. Dies senkt 

die Kosten des Strombezugs. 

Energie-Arbitrage 

Auch die Stromrechnung wird von 

dynamischen Strompreisen bestimmt, 

da das verbrauchte Kilowatt 

teurer ist, wenn die Marktnachfrage 

hoch ist und billiger, wenn sie niedrig 

ist. Dies wird häufig angewandt, um 

die Senkung des Verbrauchs in Spitzenzeiten 

zu fördern. Für eine Ladeinfrastruktur 

für Elektrofahrzeuge ist es 

jedoch in den meisten Fällen nicht 

praktikabel, den Verbrauch während 

dieser Zeiträume zu reduzieren, da 

dies zu wirtschaftlichen Verlusten 

oder einer ungenügenden Ladeleistung 

führen könnte. 

Abb. 3: Energie-Arbitrage: In Preisspitzenzeiten kann der Speicher beispielsweise Autos mit in 

günstigen Zeiten billig geladenen Strom nachladen. Das senkt die Betriebskosten des Fuhrparks. 

Hier kann ein Energiespeichersystem 

zur Energie-Arbitrage eingesetzt 

werden. Die Energie zum Aufladen 

der Fahrzeuge wird zu Zeiten 

von Nachfragespitzen auf dem Markt 

aus den Batterien und nicht aus dem 

Netz bezogen. Auf diese Weise werden 

Lade-/Entladezyklen verlagert, 

indem die Batterien geladen bzw. 

entladen werden, wenn die Strompreise 

niedrig bzw. hoch sind. Wie bei 

der Lastspitzenkappung führt dies zu 

wirtschaftlichen Einsparungen und 

gewährleistet die durchgängige Verfügbarkeit 

der Ladeleitung. 

3. Optimieren Sie Ihre Anlagen für 

erneuerbare Energien 

Elektrofahrzeuge und Anlagen für 

erneuerbare Energien sind echte 

Katalysatoren für die Energiewende, 

insbesondere im Hinblick auf die 

Netto- Nullemissionsziele. Die Integration 

erneuerbarer Energien wie 

z. B. Photovoltaik (PV) ermöglicht die 

Nutzung einer zusätzlichen Stromquelle 

zur Versorgung der Ladeinfrastruktur. 

Allerdings sind erneuerbare 

Energien von Natur aus volatil, d. h. 

ihre Erzeugung ist von den Wetterbedingungen 

und der Tageszeit abhängig. 

Infolgedessen entspricht erneuerbare 

Energie nur selten dem 

Bedarf von Ladeinfrastrukturen, was 

zu Energieverlusten führt, wenn gerade 

keine Fahrzeuge geladen werden. 

Durch die Integration eines Energiespeichersystems 

kann diese 

Herausforderung bewältigt und der 

Eigenverbrauch optimiert werden. 

Das System speichert überschüssige 

Energie, die zu Zeiten hoher Sonneneinstrahlung 

mithilfe von Photovoltaikanlagen 

erzeugt wird, um sie 

wieder abzugeben, wenn die Ladeinfrastruktur 

einen hohen Bedarf an 

Strom zum Laden von Elektrofahrzeugen 

hat, der mit der Photovoltaik 

allein nicht gedeckt werden kann. 

Nach dem gleichen Prinzip tragen 

Energiespeichersysteme auch zum 

Funktionieren von netzunabhängigen 

Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge 

bei, die mit der Produktion erneuerbarer 

Energie kombiniert werden. 

In Gebieten, die nicht mit dem 

herkömmlichen Stromnetz verbunden 

sind, kann ein solches System 

dazu beitragen, eine zuverlässige 

Stromversorgung zu gewährleisten. 

4. Gewährleistung der Zuverlässigkeit 

bei Stromausfällen 

Abb. 4: EE-Optimierung 

Die Internationale Energieagentur 

(IEA) hat bereits auf die Gefahr von 

Stromausfällen in Europa hingewiesen. 

Es versteht sich von selbst, 

dass die dadurch erzwungenen 

22 GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES 2023


Stromspeicher 

Abb. 5: Bei einem Netzausfall kann der 

Speicher die Fahrbereitschaft des elektrisch 

angetriebenen Fuhrparks sichern. 

Lastabwürfe die Kontinuität der Versorgung 

der Ladeinfrastrukturen gefährden, 

was zu Unterbrechungen 

von Ladevorgängen führen kann. 

Das Energiespeichersystem kann 

die Versorgungskontinuität im Fall 

eines Ausfalls des Hauptnetzes gewährleisten, 

da es als Spannungsquelle 

fungiert. Auf diese Weise kann 

das System einige Verbraucher als 

Reservespannungsquelle versorgen; 

je nach Auslegung des Systems kann 

dies ausreichen, um die Ladestromversorgung 

stabil zu halten, bis wieder 

ausreichend Netzstrom zur Verfügung 

steht. 

Socomec-Energiespeichersysteme 

für EVCI 

Die 

Socomec-Energiespeichersysteme 

SUNSYS HES L und SUNSYS 

HES XXL sind die passenden 

Lösungen für den optimalen Betrieb 

von Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge. 

Das System SUNSYS HES L mit 

Kapazitäten von 100 kVA/186 kWh 

bis 600 kVA/1674 kWh und das System 

SUNSYS HES XXL mit Kapazitäten 

von 1 MVA/1 MWh bis 6 MVA/20 MWh 

sind flexibel und können an verschiedene 

netzgebundene und netzunabhängige 

Anwendungen einschließlich 

der Anforderungen von Ladeinfrastrukturen 

angepasst werden. Außerdem 

lassen sie sich dank ihrer Auslegung 

für den Außenbereich perfekt 

in die meisten Ladeinfrastrukturen 

integrieren. 

Die Systeme wurden unter Verwendung 

der besten Umwandlungsund 

Batterietechnologien entwickelt, 

um den hohen Sicherheitsstandards 

zu entsprechen. Sie sind nach den 

strengsten europäischen und amerikanischen 

Normen zertifiziert. Ihre 

Konstruktion erlaubt eine extreme 

Skalierbarkeit, die eine Anpassung 

an die Auslegung der Infrastruktur 

und die jeweiligen Bedürfnisse 

ermöglicht. 

Darüber hinaus garantieren die 

Inbetriebnahme und die Wartung 

durch das Socomec-Expertenteam 

den einwandfreien Betrieb und eine 

optimale Lebensdauer des Systems 

sowie eine kontinuierliche Unterstützung 

während der gesamten Projektlaufzeit. 

Über Socomec 

Seit der Gründung im Jahr 1922 hat 

sich SOCOMEC zu einer unabhängigen 

Industriegruppe mit über 3.900 

Beschäftigten entwickelt. Das Spezialgebiet 

des Konzerns: die ständige 

Verfügbarkeit, Überwachung und 

Sicherheit von Niederspannungsnetzen, 

mit besonderem Augenmerk auf 

der energetischen Effizienz. Socomec 

stellt als Experte für Leistungsmanagement 

unter anderem Speichersysteme 

her, die mit Lithium-Batterien 

von CATL ausgestattet sind. 

Socomec ist dabei Premiumpartner 

von CATL. Insgesamt zwölf Produktionsstandorte 

in EMEA, Nordamerika 

und Asien versorgen 30 Niederlassungen 

und Handelsstandorte mit 

Waren, die Marke Socomec ist damit 

in 80 Ländern vertreten. Mit einer 

Vielzahl an Technikern und Ersatzteilverfügbarkeit 

punktet Socomec mit 

kurzen Reaktionszeiten im Servicefall 

– beispielsweise in Deutschland 

beträgt die Onlinereaktionszeit höchstens 

sieben Stunden, und in maximal 

24 h ist ein Techniker mit nötigen 

Ersatzteilen vor Ort. 

Weitere Informationen: 

Socomec GmbH 

Erzbergstraße 10 

68165 Mannheim 

info.de@soscomec.com 

www.socomec.de 

SUNSYS HES L 

SUNSYS HES XXL 

Abb. 6 und 7: Die Stromspeichersysteme HES L und HES XXL sind modular aufgebaut. Je nach Bedarf kann der Anwender Schalt- und 

Speicherschränke kombinieren. Die Speicherschränke enthalten in beiden Varianten L und XXL eine flüssiggekühlte CATL EnerOne-Batterie 

mit Lithium-Eisen-Phosphat-Technologie (LFP). 


23


Stromverteilung 

Clever regeln statt Kupfer vergraben 

Klaus Behringer 

Ein Großteil der rund 40 eigenen Transformatorstationen im Netzgebiet der strotög GmbH wird mit der GridCal Lösung ausgestattet. 

 

Alle Bilder: PQ Plus 

Der stark steigende Strombedarf 

durch die Energiewende droht 

vieler orts die Verteilnetze zu überlasten. 

Nicht überall ist gleich ein 

teurer Leitungsausbau nötig – eine 

Digitalisierung des Verteilnetzes 

offenbart Flaschenhälse und hilft 

brachliegende Reserven zu heben. 

Konzentriert befestigt Christian 

Reiter die neuen Kabelumbaustromwandler 

um jeden einzelnen Niederspannungsabgang. 

Sie werden bald 

Stärke und Flussrichtung des Stroms 

in den jeweiligen Leitungen messen. 

Den zugehörigen Schaltschrank 

mit der vorverdrahteten Montageplatte 

hat Reiter bereits an die Wand 

der Ortsnetzstation montiert. An ihr 

schließt er die Messleitungen einfach 

per Steckverbindung an. Reiter 

ist Elektromonteur bei der strotög 

GmbH, dem Kommunalversorger 

von Töging am Inn, einer Stadt im 

oberbayerischen Landkreis Altötting. 

Die Anteilseigner der strotög GmbH 

sind zu je 50 % die Stadt Töging und 

die Bayernwerk AG. In dem von der 

strotög betriebenen Niederspannungsnetz 

gibt es etwa 40 eigene sowie 

zusätzlich drei Kundentransformatorstationen. 

Zu den Aufgabengebieten von 

Christian Reiter gehören alle Arbeiten 

im Niederspannungsnetz wie 

Kabelverlegung, Montagen von Kabelverteilerschränken 

und Hausanschlüssen, 

Instandhaltung von Straßenbeleuchtung 

sowie nicht zuletzt 

die Montage der Digitalisierungslösung 

GridCal. 

Im Augenblick arbeitet Reiter in 

einer der gut 40 Ortsnetzstationen im 

Niederspannungsnetz der Gemeinde. 

Er rüstet diese mit GridCal Nodes von 

PQ Plus aus, um die Digitalisierung 

des Verteilnetzes als Grundlage zur 

Steigerung der Effizienz zu ermöglichen. 

Neue Herausforderungen 

Andreas Vogl verantwortet als Technischer 

Leiter den Netzausbau, das 

Messwesen, EEG, die Netzdokumentation 

sowie die Störungsbehebung 

im Netz der strötog GmbH. Die zugrundliegenden 

Herausforderungen 

umreißt er wie folgt: „Aufgrund unseres 

gewachsenen Gebiets und der 

Vergangenheit verfügen wir über ein 

gut ausgebautes Netz. Da das Innwerk 

günstigen Strom lieferte, haben 

wir viele elektrische Heizungen. 

Die Freileitungen sind komplett zu 

Erd kabel umgestellt worden. Die politische 

Situation führt nun zu neuen 

Anforderungen. Man soll Wärmepumpen 

installieren, Elektroauto 

fahren und PV-Anlagen installieren. 

Früher hatten wir im Netzgebiet pro 

Haushalt mit 3,6 kW kalkuliert. Davon 

sind wir mittlerweile weit entfernt.“ 

Gerade in gewachsenen Gebieten, 

in denen plötzlich PV-Anlagen, 

Wärmepumpen und Ladestationen 

zugebaut werden, entstehen Schwierigkeiten. 

So können zum Beispiel 

die Transformationen oder einzelne 

Niederspannungsabgänge überlastet 

werden. „Bevor hier immense Investitionen 

getätigt und die alten gegen 

neue Leitungen getauscht werden, ist 

es einfacher, mit GridCal das vorhandene 

Verteilnetz zu analysieren“, ist 

sich Vogl sicher. „Wenn zum Beispiel 

einige PV-Anlagen in einem Ortsnetz 

installiert und die Leistungen einfach 

zusammengerechnet werden, 

addiert sich das schnell auf große 




Summen.“ Für ihn ist es wichtiger, 

den Normalbetrieb zu berücksichtigen 

und nicht den Worst Case. Kurzzeitige 

Überlastungen können anders 

behandelt werden als dauerhafte. 

„Somit sind Investitionen in den Netzausbau 

viel zielgerichteter“, fügt er 

an. Somit können die begrenzten vorhandenen 

Mittel dort eingesetzt werden, 

wo Netzausbau auf Grund realer 

Messdaten wirklich erforderlich ist. 

Netzsteuerung in Echtzeit 

Der Kommunalversorger strotög gehört 

zu den GridCal-Anwendern. 

GridCal unterstützt Energieversorger 

auf ihrem Weg zur wirtschaftlichen 

und effizienten Digitalisierung des 

Verteilnetzes. Das Geheimnis liegt 

in der Kombination von dezentralen 

und zentralen Komponenten. In den 

Ortsnetzstationen sorgt der GridCal 

Node dafür, dass alle wichtigen Informationen 

hochauflösend erfasst, 

sinnvoll verarbeitet, ausgewertet und 

für den Abruf On-Demand vorgehalten 

werden. Die Netzinformationen 

werden individuell aufbereitet und 

per Webbrowser dargestellt. Somit 

lassen sich die Netze zeitgleich simulieren, 

überwachen und Teilnehmer 

im Netz in Echtzeit steuern. 

Annahmen gegen echtes Wissen auf 

Basis von realen Messdaten. 

Von der Evaluierung zur 

Inbetriebnahme 

„Wir haben uns andere Systeme angeschaut 

und waren auch auf einer 

Veranstaltung“, stellt Vogl in Bezug 

auf den Evaluierungsprozess heraus. 

„Das war wie damals beim ersten 

Microsoft Windows: Es schaut alles 

schön aus, aber ob es auch funktioniert, 

weiß niemand. Beim Informationsaustausch 

mit anderen Energieversorgern 

haben die Kollegen 

bemängelt, dass die Energieflussrichtung 

in ihren Systemen fehlt. Andere 

Systeme scheinen auf den ersten 

Blick zwar günstiger zu sein, aber wir 

wollen auch angezeigt bekommen, in 

welche Richtung die Energie fließt.“ 

Vogl ist überzeugt, dass eine Systemlösung 

mit allem notwendigen 

Zubehör sowie einer einfachen und 

sehr schnellen Montage die geringen 

Mehrkosten mehr als ausgleicht. „Bei 

den Lösungen der Firma PQ Plus ist 

bereits eine gewisse Qualität im Hintergrund 

vorhanden. Im Gegensatz 

zu neuen Anbietern ist das Vertrauen 

zu PQ Plus groß. Hier kann man 

von der Erfahrung in der Messtechnik 

profitieren.“ 

Überzeugend schon im Vorfeld 

Der Vertriebsprozess mit PQ Plus 

kam gut an und hat Reiter gefallen: 

„Bereits beim ersten Termin für die 

Vorstellung des Systems bei uns im 

Haus war ich mit dabei. Ich wusste bis 

dahin gar nicht, dass es solche Systeme 

auf dem Markt gibt. Der Regeltermin 

über Web mit der Netzgesellschaft 

Niederrhein war ebenfalls sehr 

informativ.“ Er schließt an: „Je tiefer 

wir in das ganze Thema eingestiegen 

sind, desto mehr Informationen 

über PQ Plus und PSInsight standen 

zur Verfügung.“ Auch ein Seminar für 

Netzbetreiber sowie die beiden Tage 

mit Montage- und Inbetriebnahmeschulung 

bei PSInsight waren für ihn 

sehr hilfreich. „Am überzeugendsten 

ist, dass nicht nur der Trafo, sondern 

Wissen statt schätzen 

Die hochaufgelösten Rohdaten verbleiben 

in der Ortsnetzstation und 

werden nicht in einer Cloud gespeichert. 

Sobald die Netzstationen mit 

den GridCal Nodes ausgerüstet sind, 

kann der GridCal-Operator in der 

Zentrale alle essenziellen Informationen 

der einzelnen Netz-Zellen direkt 

aus der Ortsnetzstation holen und zusammentragen, 

wenn er sie braucht. 

Andreas Vogl stellt genau das als Vorteil 

heraus: „Wenn wir mehr digitale 

Stationen im Netz haben, können wir 

diese über den GridCal-Operator miteinander 

verbinden. Außerdem hat 

man bei GridCal eine Gesamtlösung, 

bei der von vorne bis hinten alles zusammenpasst. 

Der Fernzugriff ist bereits 

Teil des Systems inklusive der 

VPN-Verbindung. Die Benutzeroberfläche 

ist sehr leicht verständlich und 

übersichtlich.“ Mit GridCal tauschen 

die Versorger Abschätzungen und 

Abb. 1: Genau hinsehen: Der Monteur und der Innenraum der Trafostation sind nur 

täuschend echt auf die Zugangstür gemalt, dahinter sieht es aber genau so aus. 


25



Abb. 2: Der GridCal Node im inneren der 

Station erfasst alle wichtigen Informationen 

sinnvoll und hochauflösend, wertet sie aus 

und hält sie für den Abruf OnDemand vor. 

auch die ganzen Niederspannungsabgänge 

mit den Leistungsflussrichtungen 

gemessen werden“, berichtet 

Christian Reiter. Darüber hinaus 

betont er die hohe Flexibilität bei 

Änderungen oder Erweiterungen. 

„Außerdem lässt es sich sehr einfach 

mit dem System arbeiten.“ berichtet 

er abschließend. 

Erfahrungen aus der Montage 

Tatsächlich sind ihm auch einzelne 

Nachteile aufgefallen. Christian 

Reiter nennt hier die etwas zu kurze 

Länge der Leitungen der Kabelumbauwandler 

zu den Niederspannungsabgängen. 

Er begründet das 

folgendermaßen: „Bei uns sind die 

Stationen sehr strukturiert aufgebaut, 

was manchmal größere Leitungslängen 

erfordert. Ich möchte 

auch die Verteilerbox mit den MMI- 

Modulen zur Stromerfassung ungern 

im Kabelkeller montieren, da dies die 

Zugänglichkeit erschwert.“ 

Mittlerweile wurde hierfür aber 

eine schnelle und einfache Lösung 

mit Verlängerungen für die Leitungen 

gefunden. Andreas Vogl hat die Dokumentation 

zum Lizenzierungsprozess 

vermisst: „Ich habe dies an PQ 

Plus weitergegeben und prompt wurde 

die Dokumentation um die notwendigen 

Informationen ergänzt.“ 

Die Montage läuft laut Christian 

Reiter sehr gut. „Die Inbetriebnahme 

ist für mich ein bisschen schwieriger“, 

gibt er zu. Ihm fehlt die Erfahrung mit 

der IT, insbesondere in Bezug auf den 

Umgang mit Tablets. Er habe es aber 

trotzdem gut geschafft. Dazu hat er 

sich in der Zwischenzeit ein Konzept 

erarbeitet, wo was montiert wird, wie 

die Kabelwege und auch die Verlegesysteme 

aufgebaut werden. „Ich versuche 

das in jeder Station umzusetzen, 

damit jede Station ein gleiches 

Erscheinungsbild hat“, fügt er an. 

Die Unterstützung von PQ Plus war 

seiner Meinung nach „auf jeden Fall 

wichtig und sehr hilfreich“. 

Aus der Praxis lernen 

Andreas Vogl zeigt das an einem 

konkreten Beispiel auf: „Bei der ersten 

Station gab es ein Problem mit 

vertauschten Adern. Bei der 24-V- 

Versorgung wurden Plus und Minus 

verwechselt. Die Station hat erstmal 

nicht funktioniert. Auf der Schulung 

lässt sich nicht jeder Fall durchspielen. 

Da kann sich schnell Nervosität 

ausbreiten. Gemeinsam mit PQ Plus 

haben wir das Problem lokalisiert 

und behoben. Dadurch lernt man 

in der Praxis in der eigenen Station 

sehr viel und nimmt Erfahrung für die 

nächste Station mit.“ 

Autor: Klaus Behringer 

Staatlich geprüfter Elektrotechniker 

Technischer Betriebswirt 

Vertriebsleiter Süd & Leiter Marketing 

PQ Plus GmbH 

k.behringer@pq-plus.de 

www.pq-plus.de 

Abb. 3: Die Kabelumbaustromwandler erfassen nicht nur die Stromstärke sondern auch die 

Flussrichtung in der Leitung. Das ist nötig, denn immer mehr Haushalte wandeln sich vom 

reinen Verbraucher zum Prosumer. 



Fernwärme 

Wohlige Wärme aus alten Stollen 

Jahrhundertelang sorgte Kohle aus 

den Minen des Great North Coalfield 

für behagliche Wärme und nötige 

Energie in den Wohnhäusern und 

Fabriken Großbritanniens. Die Bergwerke 

sind schon lange erschöpft – 

doch das CO 2 blieb. Jetzt strömt in 

Gateshead erneut Wärme aus den 

mittlerweile mit Grundwasser vollgelaufenen 

Stollen – doch diesmal 

ohne Umweltschäden, dafür sorgen 

Wärmepumpen von GEA. 

Wärmeenergie aus der Kohlemine: 

Das „Gateshead Mine Water 

Scheme“ ist das derzeit größte 

Projekt zur Wärmerückgewinnung 

aus Grubenwasser in Großbritannien. 

Der Rückgriff auf die Energie 

des Grubenwassers in den vollgelaufenen 

Bergwerksschächten ist 

eine vergleichsweise kostengünstige 

Variante der Geothermie. Nur wenige 

Bohrungen in die alten Flötze sind 

nötig, um das Wärmepotenzial zu erschließen. 

GEA lieferte als Projektpartner 

zwei zweistufige Hochleistungswärmepumpen 

mit insgesamt 

6.000 kW Wärmeleistung. Sie nutzen 

die Energie des natürlich erwärmten 

Grubenwassers, um den Wärmebedarf 

weiterer Gebäude zu decken, 

die an das bereits bestehende lokale 

Nahwärmenetz der eigens gegründeten 

Gateshead Energy Company 

angeschlossen werden sollen. Das 

städtische Wärmenetz versorgt seit 

2018 bereits 18 öffentliche und private 

Gebäude, darunter das Gateshead 

College und das Baltic Arts 

Zentrum, einige Bürogebäude und 

350 Wohnungen. Bisher wurde die 

Heizenergie allerdings ausschließlich 

durch das seinerzeit errichtete Heizwerk 

aus Erdgas per Kraft-Wärme- 

Kopplung erzeugt. Die neue Erweiterung 

durch die GEA-Wärmepumpen 

stellt eine zusätzliche Wärmeleistung 

von zwölf GWh pro Jahr bereit. In naher 

Zukunft sollen weitere 270 Privathaushalte, 

ein Konferenzzentrum 

und ein Hotel an das Fernwärmenetz 

angeschlossen werden. Das Projekt 

soll während seiner angepeil- 

Mit seiner markanten Form- und Farbgebung setzt das Heizkraftwerk auch bei schlechtem 

Wetter starke optische Akzente in der klimabewussten Stadt Gateshead. Bild: Coal Authority 

ten Lebensdauer von 40 Jahren etwa 

72.000 Tonnen CO 2 einsparen. 

Ein Pilotprojekt mit Vorbildcharakter 

Gateshead befindet sich im Nordosten 

Englands in der Nähe von 

Newcastle. Sowohl der Stadtrat als 

auch das hundertprozentige Tochterunternehmen 

Gateshead Energy 

Company (GEC) als Betreiber des 

Gateshead District Energy Network 

(DEN) haben sich verpflichtet, bis 

2030 den Status der Kohlenstofffreiheit 

zu erreichen. Das Grubenwasser- 

Wärmeauskopplungssystem ist Teil 

der kohlenstofffreien Wärmestrategie 

des Gateshead Council. Das erste 

Ziel bestand darin, allen Einwohnern 

des Bezirks billigere Wärmeenergie 

zur Verfügung zu stellen. Das zweite 

Ziel bestand darin, eine Ergänzung 

zur ursprünglich installierten Kraft- 

Wärme-Kopplungsanlage (KWK) zu 

finden, die eine geringere Kohlenstoffbilanz 

aufweist. 

Zufriedene Politiker, Netzbetreiber 

und Behörden 

Stadtrat Martin Gannon, Vorsitzender 

des Stadtrats von Gateshead, ist 

vom Erfolg des Projekts begeistert. Er 

sagt: „Was hier geschieht, ist wirklich 

erstaunlich. Was wir in Gateshead erleben, 

ist ein Erbe aus den Tagen der 

Kohleminen. Wo wir vor 200 Jahren 

führend in der industriellen Revolution 

waren, sind wir heute führend 

in der Revolution der sauberen Energie. 

In Zusammenarbeit mit unseren 

Partnern können wir das natürlich erwärmte 

Grubenwasser nutzen und 

wertvolle, kohlenstoffarme Energie 

erzeugen. Wir sind stolz darauf, 

das größte Grubenwasserprojekt in 

Großbritannien erfolgreich durchgeführt 

zu haben.“ 

Richard Bond, Direktor für Innovation 

und Engagement bei der 

Coal Authority, ergänzt: „Es ist fantastisch 

zu sehen, wie fortschrittlich 

denkende lokale Behörden wie der 

Gateshead Council warmes Grubenwasser 

zur kohlenstoffarmen Beheizung 

von Gebäuden nutzen. 

Wir haben mit dem Gruben wasser 

in Gateshead eine kohlenstoffarme 

und sichere Wärmequelle in 

britischem Besitz, die auch für viele 

andere Gemeinden im Kohlerevier 

eine hervorragende Option darstellt. 

Wir freuen uns, dass unsere Unterstützung 

dazu beigetragen hat, dieses 

Projekt zu verwirklichen.“ 

Grubenwasser: nach „schwarzem 

Gold“ jetzt „warmes Gold“ 

In der Vergangenheit haben die Bergleute 

in der Kohlemine den fossilen 

Brennstoff aus der Erde geholt, um 


27


Fernwärme 

Abb. 1: GEA ist führend bei technologischen Lösungen zur Bekämpfung des Klimawandels 

und bei der Versorgung von Fernwärmeprojekten wie diesem im Nordosten Englands. GEA- 

Wärmepumpen stehen im Mittelpunkt des Gateshead Mine Water Scheme, des landesweit 

größten Systems zur Wärmerückgewinnung aus Grubenwasser. 

Foto: GEA 

jede Einheit Strom, die von der Wärmepumpe 

verbraucht wird, werden 

3 Einheiten erneuerbare Wärme erzeugt 

Das entspricht einem COP von 

3. Der Betreiber GEC wird für den Betrieb 

der Wärmepumpen Strom aus 

dem Netz importieren, der Jahr für 

Jahr kohlenstoffärmer und bis Mitte 

des nächsten Jahrzehnts sogar kohlenstoffneutral 

erzeugt werden soll. 

An sonnigen Tagen, wenn die GEC 

überschüssigen Strom aus den Solarparks 

hat, werden diese grüne 

Energie für den Betrieb der Wärmepumpen 

liefern. Das bedeutet, dass 

die GEC schon jetzt für bestimmte 

Zeiträume 100 Prozent kohlenstofffreie 

Wärme produzieren kann. 

Hochöfen zu befeuern, aber auch 

um Häuser zu heizen. Gateshead 

war einst der größte Kohlelieferant 

der Welt, und lieferte schon im Jahr 

1625 mehr als 400.000 Tonnen Kohle 

zur Beheizung von Häusern. Eine 

Viertelmillion Bergleute förderten 

in Spitzenzeiten bis zu 56 Millionen 

Tonnen Kohle jährlich aus den Stollen. 

Mit dem daraus resultierenden 

CO 2 legten sie unbewusst einen Teil 

des Grundstocks der heutigen Klimaerwärmung. 

Die letzten Kohleminen 

in der Region wurden jedoch in den 

1960er Jahren geschlossen. Seitdem 

haben sich die Stollen mit Wasser gefüllt, 

das nun die Energiequelle für die 

Wärmepumpen darstellt. So liefert 

der Untergrund von Gateshead wieder 

einmal lebenswichtige Energie für 

die Beheizung der Häuser und der Industrie. 

Doch diesmal geschieht dies 

auf umweltfreundliche Weise und 

trägt zur Verringerung der CO 2 - und 

NOx-Emissionen bei. 

Wärme aus Grubenwasser 

Das Wasser wird aus einer Tiefe von 

150 Metern aus dem alten Bergwerk 

in den ebenerdigen Betriebsraum gepumpt, 

wo die 2 x 3-MW-Ammoniak- 

Wärmepumpen von GEA dem 15 

Grad Celsius warmen Grubenwasser 

die Energie entziehen. Um die Leistung 

des Wärmepumpensystems zu 

optimieren, verwendet GEA einen 

zweistufigen Kompressionszyklus 

mit Schraubenkompressoren. Das 

Grundwasser wird gefiltert und durch 

Platten- und Rahmenwärmetauscher 

aus Titan gepumpt. Für die Verdampferplatten 

wurde Titan gewählt, um 

der Qualität des Grundwassers zu 

entsprechen. Auf der Heizungsseite 

werden mehrere Wärmetauscher in 

Reihe geschaltet, um die Effizienz der 

Wärmepumpenlösung zu optimieren. 

Die Wärmepumpen erhöhen die 

Temperatur des Betriebsmediums 

und erzeugen damit Warmwasser mit 

bis zu 80 Grad Celsius. Das Nahwärmenetz 

versorgt dann die angeschlossenen 

Häuser und Gebäude in 

Gateshead mit der gewonnenen Energie. 

Wenn die Wärmepumpen dem 

Grubenwasser die Wärme entzogen 

haben, wird das Wasser mit einer 

Temperatur von acht Grad in die Grube 

zurückgeführt. Dieses Verfahren 

sorgt nach Angaben der britischen 

Coal Authority im Fall von Gateshead 

für einen gleichbleibenden Wasserstand 

und dadurch für eine lange 

Nutzungsdauer. Weiterhin erspart 

es die Reinigung des Grubenwassers, 

die bei oberirdischer Ableitung nötig 

wäre. 

Solarstrom treibt die Pumpen an 

Teil des Konzepts sind auch Solarparks, 

die dazu beitragen, einen Teil 

des Stroms für den Betrieb der Wärmepumpen 

bereitzustellen – diese 

wurden auf einem Feld neben den 

Minenwasserbohrungen und der 

Wärmepumpe neu errichtet. Für 

GEA Ammoniak-Wärmepumpen 

bieten optimale Leistung 

Großwärmepumpen werden üblicherweise 

für das jeweilige Projekt 

maßgeschneidert. Die Entwickler bei 

GEA wählten Ammoniak als natürliches 

Kältemittel für diese Anwendung 

aus. Es bietet die beste Effizienz 

und hat kein Erderwärmungspotential. 

Unter den gegebenen Bedingungen 

in Gateshead sind Ammoniak-Wärmepumpen 

10 bis 20 Prozent 

effizienter als F-Gas-Lösungen (HFC/ 

HFO). 

Umfassender Erfahrung bei Wärmepumpen 

und Fernwärmeprojekten 

GEA war in der Vergangenheit an weiteren 

innovativen Wärmepumpenprojekten 

für Fernwärme in Großbritannien 

beteiligt, darunter die 

Installation einer Wärmepumpe, 

die der Lüftungsluft der Londoner 

U-Bahn Wärme entzieht und so ein 

Hochhaus im Stadtteil Islington mit 

Wärme versorgt. 

John Burden, Director Project 

Sales Heating & Refrigeration 

Solutions bei GEA UK, sagt: „Die hochinnovative 

Wärmepumpentechnologie 

von GEA wurde bereits in anderen 

Fernwärmeprojekten in Großbritannien 

und auf der ganzen Welt eingesetzt, 

da wir die schrecklichen Folgen 

der globalen Erwärmung erkannt haben. 

Angesichts der ehrgeizigen Ziele 

der britischen Regierung, den Anteil 

der Fernwärme in Großbritannien 



Fernwärme 

deutlich zu erhöhen, erwarten wir in 

den kommenden Jahren viele weitere 

neue und ehrgeizige Projekte.“ 

Zahlreiche weitere 

Standorte möglich 

Eines davon wird nach Angaben der 

britischen Coal Authority die Grubenwasseraufbereitungsanlage 

in Dawdon 

werden. Sie soll bis zu 1,5 Megawatt 

Wärme an ein neues Wärmenetz 

liefern, das derzeit bis zu 1.250 Haushalte 

in einem Projekt unter der 

Leitung des Durham County Council 

umfasst. 

Die Coal Authority verfügt über 

rund 70 Standorte in ganz Großbritannien, 

an denen Grubenwasser an 

die Oberfläche gepumpt wird oder 

auf natürliche Weise abfließt. Sie behandelt 

diese im Rahmen ihrer gesetzlichen 

Verpflichtung bei der Umweltprojektion 

von Wasserläufen 

und Grundwasserleitern für die öffentliche 

Wasserversorgung (ähnlich 

wie im Ruhrgebiet in Deutschland). 

Im letzten Geschäftsjahr hat die Coal 

Authority nach eigenen Angaben die 

Kapazität geschaffen, 220 Milliarden 

Liter Grubenwasser zu behandeln. 

Diese Abwässer werden auch als 

Wärmequellen in Betracht gezogen. 

In Deutschland führt die RAG 

Aktiengesellschaft nach eigenen Angaben 

Machbarkeitsstudien an allen 

Abb. 2: Aus zwei Bohrungen (JC5 +1a) entnimmt das Heizkraftwerk warmes Grubenwasser 

aus dem „Hutton“-Flöz in 147 Meter Tiefe. Das abgekühlte Wasser wird per Bohrung JC3 in 

den 35 Meter tief gelegenen „High Main“–Flöz zurückgeführt. Im Entlastungsschacht JC12 

sinkt es wieder in die Tiefe. 

Grubenwasserstandorten der RAG 

durch. Die RAG darf jedoch aus subventionsrechtlichen 

Gründen das 

Grubenwasser nicht für den Markt 

thermisch nutzen. Hier sind die RAG 

auf Kooperationen mit Anderen angewiesen, 

denen die RAG das Grubenwasser 

dann zur Nutzung zur Verfügung 

stellen wird. Dazu ist die RAG 

mit einigen Kommunen im Gespräch, 

die bereits über die nötigen Fernwärmeleitungen 

verfügen. Eine zusätzliche 

Komplikation ist auch die hydrologische 

Situation im nördlichen 

Ruhrgebiet: Im Gebiet der Halterner 

Sande wird aus Grund- und Versickerungswasser 

das Trinkwasser für 

etwa eine Million Menschen gewonnen. 

Hier muss die RAG eine Verunreinigung 

des Grundwasserkörpers 

durch steigendes Grubenwasser mit 

stetigem Abpumpen verhindern. 

Autor: Ottmar Holz 

Quellen: 

"Fachpresseinformation Gateshead" 

GEA Group Aktiengesellschaft 

RAG Aktiengesellschaft 

Coal Authority 

GEA Großwärmepumpen 

GEA liefert Wärmepumpenlösungen für 

ein breites Spektrum von Branchen, darunter 

die Lebensmittel-, Molkerei- und 

Getränkeindustrie sowie die Fernwärmeversorgung. 

Die energieeffizienten Systeme 

von GEA nutzen als Basis natürliche 

Kältemittel. Sie bieten im Vergleich 

zu synthetischen Kältemitteln eine um 

zweistellige Prozentpunkte bessere Leistung. 

Das schlägt sich auch in deutlich 

niedrigeren Energierechnungen nieder – 

einer der größten Kostentreiber für industrielle 

Wärmepumpen. 

Neben jahrzehntelanger Erfahrung 

in der Kältetechnik und mit dem Kältemittel 

Ammoniak beschäftigt sich GEA 

seit rund 15 Jahren intensiv mit Wärmepumpenanwendungen. 

Die GEA Division 

Wärme- und Kältetechnik bietet Kompressionswärmepumpen 

mit dem völlig 

natürlichen, klimaneutralen und hocheffizienten 

Kältemittel Ammoniak bis zu 

einer Zieltemperatur von 95 °C an. Nach 

Firmenangaben hat das Unternehmen 

bereits mehr als 160 Systeme (Stand 

September 2022) weltweit ausgeliefert. 

Die durchschnittliche installierte Heizleistung 

pro Anlage liegt bei ca. 1,5 MW. 

Bis zum Juni 2023 hat sich die Zahl der 

verkauften Anlagen bereits auf 185 Einheiten 

erhöht. Das Wärmepumpenportfolio 

von GEA umfasst Lösungen im industriellen 

Maßstab im Leistungsbereich 

von einigen hundert Kilowatt bis etwa 

zehn Megawatt pro Gerät. Es gehört damit 

zu den effizientesten auf dem Markt 

und wird kontinuierlich weiterentwickelt. 

Aktuell installiert GEA in der estnischen 

Hauptstatt Tallinn für den 

Kunden AS Utilitas Tallinn vier großen 

Schraubenverdichter-Wärmepumpen, 

darunter ein neuer Hocheffizienz- 

Schrauben verdichter LXHP70 bar. Die 

Anlage wird eine Heizleistung von 24 MW 

erreichen, Utilitas wird damit mehrere 

hundert Haushalte mit nachhaltig produzierter 

Fernwärme versorgen. 

GEA ist weltweit einer der größten 

Systemanbieter für die Nahrungsmittel-, 

Getränke- und Pharmaindustrie. 

Der 1881 gegründete und international 

tätige Technologiekonzern fokussiert 

sich dabei auf Maschinen und Anlagen 

sowie auf anspruchsvolle Prozesstechnik, 

Komponenten und umfassende 

Servicedienstleistungen. 

GEA Group Aktiengesellschaft 

Peter-Müller-Str. 12 

40468 Düsseldorf 

Telefon +49 (0)211-9136-0 

www.gea.com 


29


Transportlogistik 

Dimethylether: neues Transportmedium 

für effizienten Wasserstofftransport 

Eine mögliche Lösung für das Transportproblem 

der zukünftigen Wasserstoffwirtschaft 

befindet sich in 

vielen Deodorant- oder Lackspraydosen. 

Dimethylether (DME) kommt 

hier schon lange als Treibgas zum 

Einsatz. Nach neuen Forschungen 

besitzt DME auch großes Potential 

für den Transport von Wasserstoff 

über sehr große Entfernungen. 

Wissenschaftler des Forschungszentrums 

Jülich, der Friedrich-Alexander- 

Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg 

und des Fraunhofer-Instituts für 

Solare Energiesysteme ISE haben in 

der renommierten Zeitschrift Energy 

& Environmental Science einen Artikel 

zu Dimethylether als Wasserstoffspeicher 

veröffentlicht. Darin 

bezeichnen sie den geschlossenen 

DME/CO 2 Kreislauf als einen „bisher 

unterschätzten Wasserstoffspeicher“ 

und zeigen das Potential von DME 

für Wasserstofftransporte über sehr 

große Entfernungen auf. Die Technologie 

sei demnach geeignet, einen 

„signifikanten Einfluss auf die zukünftige 

weltweite Wasserstoffwirtschaft“ 

auszuüben. 

Bekannte Eigenschaften, neue 

Anwendung 

DME verflüssigt sich bei geringem 

Druck. Es ist leicht entzündlich und 

bildet Kohlendioxid (CO 2 ) und Wasserstoff 

(H 2 ), wenn es während der 

so genannten Dampfreformierung 

mit Hilfe von Wasserdampf reagiert. 

Das Verflüssigen bei geringem Druck 

ist relevant für die Verwendung in 

Deodorantsprays. Unter Druck in der 

Dose ist DME flüssig, wird es freigesetzt, 

geht es in den gasförmigen 

Zustand über und eignet sich deswegen 

als Träger für die Duft- und 

Wirkstoffe des Deos. DME ist damit 

eines der Treibgase, die das für die 

Ozonschicht schädliche FCKW abgelöst 

haben. 

„Die Eigenschaften von DME sind 

alle bekannt“, sagt Autor Dr. Michael 

Alders vom Institut für nachhaltige 

Wasserstoffwirtschaft (INW) am Forschungszentrum 

Jülich. Neben dem 

INW war seitens des Forschungszentrums 

auch das Helmholtz- 

Institut Erlangen-Nürnberg für erneuerbare 

Energien (HI-ERN) an der Arbeit 

beteiligt. 

Die Vorteile von DME nutzen 

Pro Masse transportiertem DME wird 

deutlich mehr nutzbarer Wasserstoff 




freigesetzt als im Fall von Ammoniak 

oder Methanol. Außerdem ist 

DME im Gegensatz zu Ammoniak und 

Methanol ungiftig und deshalb einfacher 

zu handhaben. „Man kann das 

Handling von DME mit einem Gas wie 

Butan vergleichen, das in einer Campinggasflasche 

aufbewahrt werden 

kann“, erklärt Alders. 

Ammoniak (5,9 kWh/kg). Die angegebenen 

Energiedichten beziehen sich 

auf den Heizwert des freigesetzten 

Wasserstoffs. Der Energieaufwand 

für die Dampfreformierung bzw. die 

Ammoniakspaltung ist nicht mit eingerechnet. 

„Zwar sind die wesentlichen Teilschritte 

einer auf DME basierten 

Zur Speicherung von Wasserstoff 

Wasserstoffspeicherung bekannt. 

in Form von DME, wird CO 2 in Bisher sind sie aber noch nicht zu 

einem Syntheseprozess bei erhöhten 

einer Wasserstoffspeichertechnologie 

Temperaturen(T=200–300°C) und 

hohen Drücken (p=30–100 bar) hydriert. 

Die Synthese erfolgt dabei in 

einem zweistufigen Prozess durch die 

Hydrierung von CO 2 zu Methanol und 

die Dehydratisierung des Methanols 

zu DME. Die Nettoreaktionsgleichung 

ist entsprechend umgekehrt zu der 

verknüpft worden“, sagt der 

INW- Gründungsdirektor Prof. Peter 

Wasserscheid, der zu den Autoren 

gehört. „Das werden wir am INW in 

Zusammenarbeit mit unseren Partnern 

vorantreiben. Das Interesse am 

DME-CO 2 -Wasserstoffspeichersystem 

ist in der Industrie sehr groß.“ 

Reaktionsgleichung der Wasserstofffreisetzung 

in der Dampfreformierung: 

Pfandflaschen-Prinzip 

Die Autoren kommen unter anderem 

2 CO 2 + 6 H 2 C 2 H 6 O + 3 H 2 O zu der Schlussfolgerung, dass DME 

gut geeignet ist, um Wasserstoff über 

Demnach werden pro Molekül DME 

in der Synthese, 3 Moleküle Wasser 

gebildet, welche in den oftmals trockenen 

Regionen mit hoher Verfügbarkeit 

erneuerbarer Energie (z. B. 

Australien) wieder der Wasserelektrolyse 

zugeführt 

lange Seewegstrecken zu transportieren. 

Beispielsweise von Südamerika 

oder Australien – wo es großes Potential 

für die Produktion von grünem 

Wasserstoff gibt – nach Europa. 

Denkbar sei laut Autor Sebastian Thill 

(INW), den Was- 

werden können. 

Die benötigte 

Temperatur für 

die Wasserstofffreisetzung 

ist 

bei DME (250°C- 

400°C) vergleichbar 

mit Methanol 

(250°C-300°C) 

und geringer als 

„Bei der Dampfreformierung 

von DME 

entsteht Wasserstoff 

mit einem Brennwert 

von 8,7 kW/h“ 

serstoff dann an 

den Nordseehäfen 

mittels der 

Dampfreformierung 

freizusetzen. 

Das zweite 

Spaltprodukt 

nach der Reaktion, 

CO 2 , kann 

anschließend 

bei Ammoniak (400°C-600°C). Die 

volumetrische Energiedichte ist mit 

sechs Kilowattstunden pro Liter höher 

ähnlich dem Prinzip der wiederverwertbaren 

Pfandflasche mit demselben 

Schiff zurück an die Standorte 

als bei Methanol (4,9 kWh/L) und der Wasserstoff produktion trans- 

Ammoniak (4,0 kWh/L). Auch auf das 

Gewicht umgerechnet enthält DME 

pro Kilogramm am meisten Energie, 

nämlich 8,7 Kilowattstunden, im Vergleich 

zu Methanol (6,2 kWh/kg) und 

portiert und dort erneut mit Wasserstoff 

beladen werden. „Wir reden 

über einen emissionsfreien Kreislauf, 

bei dem das eingesetzte CO 2 vielfach 

zum Wasserstoff-Transport genutzt 

wird und nicht in die Atmosphäre gelangt“, 

sagt Thill. 

Auf Nachfrage präzisierte das Forschungszentrum 

Jülich den höheren 

Wirkungsgrad des Transportprozesses. 

Er liegt für den gesamten 

DME/CO 2 Kreislauf inklusive CO 2 

Rücktransport bei ca. 54,5 Prozent. 

Diese Zahl spiegelt das Verhältnis des 

Energiegehalts des gelieferten Wasserstoffes 

bezogen auf die aufgewendeten 

Energien entlang der Prozesskette 

wider. Folgende Energiebedarfe 

werden hierbei betrachtet: Wasserentsalzung, 

Elektrolyse, Synthese des 

Wasserstoffträgers (DME, Methanol 

bzw. Ammoniak), Transport, Wasserstofffreisetzung, 

Direct Air Capture 

und Verflüssigung des CO 2 . Der Wirkungsgrad 

für entsprechende Transportverfahren 

basierend auf Methanol 

oder Ammoniak beträgt etwa 

46.1 Prozent beziehungsweise circa 

49.8 Prozent. 

Der Rücktransport des CO 2 soll im 

selben Schiff wie der Transport des 

DME erfolgen. Dabei liegt das CO 2 als 

Flüssiggas bei ca. -50°C und einem 

Druck von circa 7 bar vor. Der Energieaufwand 

zur Abtrennung des CO 2 

nach der Dampfreformierung wurde 

in unseren bisherigen Berechnungen 

noch nicht betrachtet, wird aber im 

weiteren Verlauf der Techno-Ökonischen 

Analyse mit einbezogen. Der 

Energieaufwand für die CO 2 Verflüssigung 

beläuft sich auf ca. 1.68 MWh 

pro Tonne freigesetztem Wasserstoff. 

Kontakt: 

Forschungszentrum Jülich GmbH 

Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft 

(INW) 

Infrastruktur und wissenschaftliche 

Koordination (INW-I) 

www.fz-juelich.de; 

www.hch2.de 


31



Mittelstand sollte beim Thema Wasserstoff 

auf Partnering-Projekte und Start-ups setzen 

Dimitrios Charisiadis 

Bereits seit Jahrzehnten gilt Wasserstoff 

als Energieträger der Zukunft. 

Er lässt sich mit Hilfe erneuerbarer 

Energien aus Wind und Sonne nicht 

nur CO 2 -frei gewinnen, sondern 

auch gut speichern und vielseitig 

verwenden. Die Bundesregierung 

möchte Wasserstoff zu einer weiteren 

Säule der Energiewende ausbauen 

– neben den erneuerbaren 

Energien und der Energieeffizienz. 

Dazu werden in den nächsten Jahren 

im Rahmen der nationalen Wasserstoffinitiative 

Milliardensumme 

investiert. Dies bietet auch enorme 

Chancen für den deutschen Mittelstand. 

Wasserstoff ist also ein wahrer Alleskönner. 

Doch mangelt es noch an der 

nötigen Infrastruktur, um all die ehrgeizigen 

Ziele realisieren zu können. 

Es müssen deshalb jetzt und in Zukunft 

viele neue Technologien und 

Systeme rund um das Medium Wasserstoff 

entwickelt werden. Das beginnt 

bei Elektrolyse-Systemen und 

hört bei Brennstoffzellen noch lange 

nicht auf. Auch Technologien zum Ersatz 

von Erdgas-Systemen oder zur 

CO 2 -freien Synthese von Methan und 

E-Fuels werden benötigt. 

Der deutsche Mittelstand spielt 

eine entscheidende Rolle bei der Förderung 

und Entwicklung von Wasserstoffanwendungen. 

Während staatliche 

Fördermittel die Energiewende 

vorantreiben, haben sich viele Projekte 

im Bereich des „grünen Wasserstoffs“, 

der als eine der wesentlichen 

Zukunftstechnologien gilt, aus 

Hochschulen und Instituten heraus 

entwickelt. Start-ups haben daraus 

konkrete Lösungen und Produkte 

entwickelt, benötigen jedoch eine industrielle 

Fertigungsgrundlage, um 

den gewünschten breiten Einfluss auf 

bestehende Energie- und Mobilitätsbereiche 

zu erzielen. 

Abb. 1: Der Druckmessumformer JUMO SIRAS P21 misst zuverlässig und präzise in Wasserstoff 

und anderen Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen. Er ist für den Einsatz in sicherheitstechnischen 

Anlagen mit Safety Integrity Level (SIL) entwickelt und besitzt die erforderlichen 

Zulassungen für Prozessindustrie und Maschinenbau. 

Eine große Herausforderung für 

Start -ups ist es, die Produktion von 

Wasserstofftechnologien in größeren 

Stückzahlen zu realisieren. Insbesondere 

im Umgang mit explosiven 

Gasen sind zertifizierte Produktionsstätten 

erforderlich, die nicht einfach 

aus dem Boden gestampft werden 

können. Große (börsennotierte) Unternehmen 

sind an grünen Technologien 

brennend interessiert, suchen 

aber nach fertigen Lösungen und 

möchten sich nicht mit dem aufwendigen 

Aufbau der Produktionstechnologie 

befassen. Hier kommt der 

Mittelstand ins Spiel, der als flexibler 

und agiler Akteur mit seiner vorhandenen 

Expertise und schnell anpassbaren 

Produktionskapazitäten die 

Lücke zwischen Forschung, Start-ups 

und Konzernen schließen kann. 

Bundesweite Expertise 

bei Verbänden 

Die Stärken des deutschen Mittelstands 

ermöglichen eine schnelle Reaktion 

auf technologische Veränderungen. 

Während die Aktienkurse von Unternehmen 

im „neuen Energie sektor“ 

deutliche Kurssprünge in den vergangenen 

Jahren verzeichneten, erlebt 

der deutsche Mittelstand als stiller 

Hersteller wichtiger Kompo nenten 

für den Energiewandel ebenfalls 

einen Boom. 

Dabei kann der Mittelstand auf 

ein engmaschiges Netzwerk von 

Ko operationen, 

Partnerschaften 

und Verbänden vertrauen, das 

mit Expertise und Beratung den 

Unternehmen zur Seite steht, wie 




Abb. 2: Mit dem Sicherheitstemperaturbegrenzer 

JUMO safetyM werden komplette 

Sicherheitsmessketten realisiert, wie z.B. 

für die Überwachung der Temperatur von 

Wasserstoff in Wasserstofftankstellen. Damit 

werden Gefahrenpotenziale auf das technische 

Minimum reduziert. 

beispielweise VDMA, ZVEI oder NOW 

(Nationale Organisation Wasserstoffund 

Brennstoffzellentechnologie). In 

den einzelnen Bundesländern gibt es 

gleich mehrere Anlaufstationen zur 

Umsetzung von Wasserstofftechnologien 

und -projekten. Insgesamt 

sollte der Mittstand noch stärker als 

bisher auf Partnering-Projekte und 

Start-ups setzen. 

Deutliche Wachstumschancen für 

Zulieferer im Bereich Wasserstoff 

Auch unser Unternehmen verspürt 

eine deutliche Belebung des 

Geschäfts und wir sehen enorme 

Wachstumschancen im Bereich Wasserstoff. 

JUMO passt seine Produkte 

für den Einsatz im Wasserstoff an 

und zertifiziert diese, wo notwendig. 

Die vorhandenen Fertigungsanlagen 

sind lediglich geringfügig modifiziert 

worden, und die notwendigen Stückzahlsteigerungen 

können oft aus der 

Produktionsreserve erreicht werden. 

Der Umgang mit Wasserstoff erfordert 

umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen 

und messtechnische 

Expertise, sei es bei der Herstellung 

von Reinstwasser für die Speisung 

des Elektrolyseurs oder bei der Überwachung 

der elektrolytischen Leitfähigkeit. 

Digitale Druck- und Temperatursensoren 

von JUMO gewährleisten 

die Überwachung der thermodynamischen 

Prozesse und bieten eine 

sichere und zuverlässige Technik, die 

darüber hinaus explosionsgeschützt 

ist. Wir beliefern zahlreiche Dax- 

notierte Flaggschiffe der deutschen 

Industrie, die unsere Applikationen 

wiederum in ihren Anlagen verbauen. 

Die Chancen, die sich aus der Anwendung 

von Wasserstofftechnologien 

ergeben, liegen auf der Straße – 

der deutsche Mittelstand muss nur 

zugreifen. 

Autor: Dimitrios Charisiadis 

Geschäftsführer der 

JUMO GmbH & Co. KG, Fulda 

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Echtzeiteinblicke in die Methanol-Synthese 

Faseroptische Temperaturmessung für die 

chemische Verfahrenstechnik 

Faseroptische Systeme werden in 

den verschiedensten Disziplinen für 

die Messung von Temperaturen eingesetzt. 

Ihre Stärke spielen sie vor 

allem dort aus, wo eine große Anzahl 

von Messstellen benötigt wird 

und gleichzeitig kompakte Bauform 

und geringe thermische Masse 

wichtig sind. Eine einzige, wenige 

Gramm schwere Faser mit einem 

Durchmesser von nur 150 µm kann 

hunderte von Sensoren ersetzen 

und gleichzeitig als Signalweg dienen. 

Für viele verfahrenstechnische 

Anwendungen rund um die aktuellen 

Power-to-X-Technologien sind 

sie deshalb eine gute Lösung, da sie 

ein lückenloses Temperaturprofil 

liefern. Oft sind sie die einzige Möglichkeit, 

die hohe Messdaten-Dichte 

zu realisieren, die erforderlich ist, 

um Prozesse zu bewerten und zu 

optimieren. 

Im Prinzip bestehen faseroptische 

Messsysteme aus zwei Komponenten: 

einer Ausleseeinheit und der daran 

angeschlossenen, passiven Sensorfaser. 

Die Ausleseeinheit sendet 

Licht in die Faser und analysiert die 

reflektierten oder zurückgestreuten 

Anteile. Dabei wird zwischen punktförmig 

und verteilt messenden Systemen 

unterschieden. Punktförmige 

Sensorlösungen messen wie 

ihre elektrischen Pendants jeweils 

an einer definierten Messstelle. Für 

die chemische Verfahrenstechnik 

und artverwandte Disziplinen dagegen 

sind verteilt messenden Systeme 

interessanter, mit denen komplette 

Temperaturprofile mit dichter 

Messpunktfolge erfasst werden können. 

Dazu müssen keine speziellen 

Sensoren in die Faser eingebracht 

werden. Vielmehr wird das vom Fasermaterial 

selbst zurückgestreute 

Licht ausgewertet, um die gewünschte 

Information über die Temperatur 

zu erhalten. Die gesamte Faser wird 

damit zum Sensor. Dabei lassen sich 

zwei Arten unterscheiden: Systeme, 

die auf dem Raman-Effekt basieren, 

eignen sich für Messstrecken bis zu 

einigen 10 Kilometern bei Messpunktabständen 

auf der Faser von bis zu 

25 Zentimetern. 

Temperaturprofile mit „unendlich“ 

vielen Messstellen 

Die zweite Art bilden Systeme, die 

auf der Auswertung der Rayleigh- 

Abb. 1: Bei verteilt messenden faseroptischen Systemen müssen keine Sensoren in die Faser 

eingebracht werden. Vielmehr wird vom Fasermaterial selbst zurückgestreutes Licht ausgewertet, 

um die gewünschte Temperaturinformation zu erhalten. 

Urheber: Polytec 

Streuung basieren (vgl. Technikkasten) 

und Auflösungen im Millimeterbereich 

erlauben. Damit ist praktisch 

jeder Punkt der Glasfaser ein Sensor. 

Herkömmliche Verfahren würden dafür 

Hunderte oder Tausende konventioneller 

Punktsensoren mit zugehörigen 

Leitungen benötigen, ein 

oft nicht akzeptabler Installations- 

und Kostenaufwand. Im Bereich der 

chemischen Verfahrenstechnik finden 

faseroptische Systeme, die auf 

der Rayleigh-Streuung basieren, deshalb 

regen Anklang (Abb. 1). Das 

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme 

ISE in Freiburg setzt sie 

beispielsweise in einer Miniplant-Anlage 

ein, die der Methanol-Synthese 

dient (Abb. 2). 

Mini-Plant für die Weiterentwicklung 

der Methanol-Synthese 

Bei der Methanol-Synthese wird als 

Teil eines Power-to-Liquid-Prozesses 

Methanol aus Wasserstoff und CO 2 

hergestellt. Die Fraunhofer-Anlage 

dient dabei zur Erforschung der Synthese 

im industrienahen Maßstab. 

Schwerpunkte der Untersuchungen 

sind der dynamische Reaktorbetrieb 

sowie unkonventionelle Gaszusammensetzungen 

aus der Kopplung 

von elektrolytischem Wasserstoff mit 

CO 2 -haltigen Gasströmen. 

Die Miniplant-Anlage setzt Wasserstoff 

und CO 2 in einem kontinuierlichen 

Prozess zu Methanol um. Dabei 

wird Wärme frei und es entsteht Wasser 

als Nebenprodukt. Zur fundierten 

großtechnischen Umsetzung dieses 

Verfahrens in Kombination mit einer 

Bioraffinerie sind auf dem aktuellen 

Stand der Wissenschaft jedoch noch 

einige Fragestellungen offen. So führen 

beispielsweise hohe CO 2 -Anteile 

im Synthesegas zu einer beschleunigten 

Alterung des eingesetzten Katalysators 

und zu verringerten chemischen 

Umsätzen. Zudem können 

eventuelle Schwankungen in der Produktion 

des Wasserstoffs aus volatilen 

erneuerbaren Energien ebenso 


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Hochdruckpumpen das Fundament für eine effektive und zuverlässige Produktion dar. 

Die Hochdruckpumpen der HAMPRO® Serie zeichnen sich gleichermaßen durch eine robuste Bauweise, 

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Konzentration der Synthesegase dynamisch 

messen. Für die ortsaufgelöste 

Temperaturmessung (Abb. 3) 

im Inneren des Reaktors sorgt ein faseroptisches 

Messsystem (ODiSI 6000 

Serie) von Polytec (vgl. Firmenkasten). 

Es arbeitet mit einer Auflösung von 

0,1 °C und wurde bereits in vielen verfahrenstechnischen 

Prozessen zur 

Temperaturerfassung außerhalb des 

Fraunhofer ISE eingesetzt. 

Echtzeitaussagen über die 

Vorgänge im Reaktor 

Abb. 2: Scale-Down-Miniplant zur Erforschung der Methanol-Synthese Urheber: Fraunhofer ISE 

wie Schwankungen im gekoppelten 

Prozess zur Bereitstellung von CO 2 

einen dynamischen Synthese betrieb 

erfordern. Eine solche Dynamik ist 

bei heutigen Prozessen, die überwiegend 

auf herkömmlich gewonnenen 

Grundstoffen basieren, jedoch noch 

nicht vorgesehen. 

der Literatur mithilfe dieser Anlage 

validieren und erweitern. Die Daten 

dafür liefert ein zeitlich und räumlich 

hochauflösendes Analytik system, das 

in der Miniplant integriert ist: Mithilfe 

der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie 

(FT-IR) lässt sich die 

Werden die Daten von Temperaturmessung 

und FT-IR kombiniert, sind 

Echtzeit-Aussagen im Sekundentakt 

über die Vorgänge im Reaktor möglich. 

Die Messdaten des Analytiksystems 

lassen sich dann zur Anpassung 

der Modellparameter sowohl 

für die stationäre als auch für die dynamische 

Simulation nutzen. Zukünftig 

sind so neben Aussagen zur Reaktionskinetik 

auch Erkenntnisse über 

die Desaktivierung des Katalysators in 

Langzeitmessungen möglich. Unterschiedliche 

Betriebspunkte können 

sehr schnell charakterisiert werden, 

wodurch sich selbst umfangreiche 

Messdaten für einen dynamischem 

Reaktorbetrieb 

Das Fraunhofer ISE untersucht deshalb 

diese Randbedingungen für die 

Methanol-Synthese experimentell 

und mittels Simulationen. Der Fokus 

liegt dabei auf den katalytischen Vorgängen 

im Synthesereaktor. Dazu 

wurde eine dynamische Simulationsplattform 

entwickelt, die stationäre 

und dynamische Wärmeübergänge, 

das Reaktionsverhalten und zeitliche 

sowie räumliche Temperaturkurven 

berechnen kann. Um die Ergebnisse 

mit möglichst geringem Aufwand und 

in kurzer Zeit auf eine Industrieanlage 

zu übertragen, ist der Synthesereaktor 

als Kernstück der Miniplant ein 

Scale-Down, also eine Maßstabsverkleinerung, 

einer industriellen Ausführung. 

Durch ein speziell angepasstes 

Kühlsystem kann im Betrieb der Anlage 

ein ähnliches thermisches und 

reaktionskinetisches Verhalten wie 

in einer großskaligen Anlage erreicht 

werden. Dadurch lassen sich Modellierungs- 

und Simulationsansätze aus 

Abb. 3: Wärmeverteilung über die Reaktorlänge im zeitlichen Verlauf nach einem Lastwechsel. 

Das Ergebnis der faseroptischen Messung (links) im Vergleich zur Simulation (rechts). 

(Urheber: Nestler, Florian (2022): Dynamic Operation of Power-to-X Processes Demonstrated 

by Methanol Synthesis. Dissertation. DOI: 10.5445/IR/1000150267) 




Parameterräume zügig abarbeiten 

lassen. Die gewonnenen Erkenntnisse 

werden mit der bestehenden 

dynamischen Simulationsplattform 

des Fraunhofer ISE verknüpft. Dies 

erlaubt die Untersuchung von Lastwechseln, 

wie sie zukünftig in realen 

Industrieanlagen auftreten würden. 

Daraus lassen sich wiederum wertvolle 

Auslegungsdaten generieren, 

die dazu beitragen, dass Methanol 

aus nachhaltigen Rohstoffen und erneuerbarem 

Strom gewonnen und 

somit zukünftig in verschiedenen 

Anwendungen als Energiespeicher, 

Chemikalie, sowie Kraftstoff(additiv) 

genutzt werden kann. 

Faseroptische Sensorik nutzt 

die Rayleigh-Strahlung 

Bei der Rayleigh-Sensorik wird Laserlicht 

in die Glasfaser eingekoppelt 

und das vom Fasermaterial 

rückgestreute Licht mit hoher Auflösung 

über ein optisches Messverfahren 

räumlich abgetastet. Im 

Ergebnis erhält man ein charakteristisches 

Muster entlang der Faser, 

den sogenannten Fingerprint, 

der für jeden Abschnitt unterschiedlich, 

aber äußerst stabil und 

reproduzierbar ist. Ursache hierfür 

sind lokale Brechzahlschwankungen 

und Defekte, die sich statistisch 

über die Faser verteilen. Bei 

äußeren Dehnungs- oder Temperaturänderungen 

wird dieser 

Fingerprint in eindeutiger Weise 

auseinander- oder zusammengeschoben, 

sodass die Änderung 

des lokalen Rayleigh-Musters in 

Temperatur oder Dehnung umgerechnet 

werden kann. Da jeder 

Punkt der Faser für diesen Effekt 

empfindlich ist, stellt die gesamte 

Faser in voller Länge einen verteilt 

messenden Sensor dar. Die 

erreichbare räumliche Auflösung 

beträgt 1 Millimeter. Bei einer 

Messlänge von beispielsweise 10 

Metern entspricht dies einer Anzahl 

von 10.000 Sensoren. Bei Verwendung 

spezieller Fasern ergibt 

sich ein Temperaturmessbereich 

von ca. -200 °C bis zu +640 °C. 

Über das Fraunhofer-Institut 

für Solare Energiesysteme ISE 

Das Fraunhofer-Institut für Solare 

Energiesysteme ISE in Freiburg ist 

mit rund 1.400 Mitarbeitenden 

das größte Solarforschungsinstitut 

Europas. Die Forschungsschwerpunkte 

sind Energiebereitstellung, 

Energieverteilung, 

Energiespeicherung 

und Energienutzung. In 

den Geschäftsfeldern Photovoltaik, 

energieeffiziente Gebäude, 

solarthermische Kraftwerke und 

Industrieprozesse, 

Wasserstofftechnologien 

und elektrische Energiespeicher 

sowie Leistungselektronik, 

Netze und intelligente 

Systeme entwickelt das Institut 

Materialien, Komponenten, Systeme 

und Verfahren. Zudem 

werden Analysen, Studien und 

Beratungen durchgeführt und 

Prüf- und Zertifizierungsverfahren 

angeboten. 

Autoren: 

Jörg Schwarz 

Vertrieb faseroptische Sensorik 

(j.schwarz@polytec.de) 

Ellen-Christine Reiff, M.A. 

Redaktionsbüro Stutensee, 

(www.rbsonline.de ) 

Über Polytec 

Seit über 50 Jahren und mit fast 

500 Mitarbeitern weltweit entwickelt, 

produziert und vertreibt das 

Hochtechnologie-Unternehmen 

Polytec optische Messtechnik für 

Forschung und Industrie. Dies 

umfasst Systeme für die Schwingungsmessung, 

Oberflächencharakterisierung, 

Längen- und 

Geschwindigkeitsmessung 

und 

Prozessanalytik. Darüber hinaus 

bietet Polytec als Distributor eine 

breite Palette an optischen Quellen 

und Messtechnik-Systemen 

wie zum Beispiel für die faseroptische 

Sensorik. Das Unternehmen 

betreibt Niederlassungen in 

Europa, Nordamerika und Asien 

und verfügt über ein weltweites 

Servicenetz. 

Weitere Informationen zum Thema 

finden Sie unter: 

- www.polytec.com/faseroptische-temperaturmessung 

- www.ise.fraunhofer.de/de/presse-undmedien/ 

presseinformationen/2020/ 

echtzeit-einblicke-in-diemethanolsynthese-dynamischer-betrieb-einer-miniplant-anlage-amfraunhofer-ise.html 

Ihr Mediakontakt 

D-A-CH 

Thomas Mlynarik 

Tel.: +49 (0) 911 2018 165 

Mobil: +49 (0) 151 5481 8181 

mlynarik@harnisch.com 

INTERNATIONAL 


Benno Keller 

Tel.: +49 (0) 911 2018 200 

keller@harnisch.com 


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Regelungstechnik 

Bereit für grünen Wasserstoff 

Stellbare Fluidik-Komponenten 

machen Prüfstände flexibel 

Wasserstoff gilt als umweltfreundlicher 

Energieträger der Zukunft, 

weil er sehr flexibel einsetzbar ist, 

mit regenerativen Techno logien 

hergestellt werden kann und sich 

gut transportieren sowie speichern 

lässt. Bei der Verwendung von Wasserstoff 

in Brennstoff zellen entstehen 

zudem keine umweltrelevanten 

Abgase, sondern nur Wasser. Vor 

dem Serieneinsatz müssen die 

Brennstoffzellen-Systeme aber unter 

unterschiedlichsten Bedingungen 

und mit einer Vielzahl an 

Parametern getestet werden. Anhand 

der Prüfergebnisse lassen sich 

dann beispielsweise Leistung, Reichweite 

oder Lebensdauer der Brennstoffzellen-Stacks 

evaluieren und 

optimieren. Die Testeinrichtungen 

sollen für diese Aufgaben sehr flexibel 

sein. Zahlreiche fluidische Komponenten 

wie Durchflussregler oder 

Ventile tragen dazu bei. Sie müssen 

allerdings nicht nur präzise und zuverlässig 

arbeiten, sondern auch auf 

den speziellen Einsatzbereich abgestimmt 

sein. Bei Wasserstoff beispielsweise 

dürfen die eingesetzten 

Werkstoffe nicht verspröden und 

beim Einsatz mit deionisiertem Wasser 

nicht korrodieren. 

In Rüsselsheim hat die SEGULA 

Technologies GmbH nach der Übernahme 

großer Teile des ehemaligen 

Opel-Entwicklungszentrums 

beste Voraussetzungen geschaffen, 

um die Mobilität von morgen entscheidend 

mitzugestalten. Die Ingenieure 

und Fachkräfte können hier 

als Dienst leister mit OEM-DNA komplette 

Fahrzeuge inklusive Antriebsstrang 

entwickeln, testen und zur 

Serienreife bringen. Für Hersteller 

von Brennstoffzellen sind sie heute 

ein kompetenter Ansprechpartner, 

da es in Rüsselsheim mittlerweile 

auch für Stacks maßgeschneiderte 

Prüf einrichtungen gibt. Das Verhalten 

dieser Brennstoffzellen-Stacks 

lässt sich hier sehr flexibel bei unterschiedlichen 

testen und evaluieren. 

Rahmenbedingungen 

Flexible Testmöglichkeiten 

für die Stacks 

Dr. Stephan Wagner, Lead Hydrogen 

Systems bei SEGULA Technologies, 

berichtet: „Da wir am Markt keine 

passende Lösung gefunden haben, 

konstruieren wir unsere Prüfstände 

für die Stacks selbst. So können 

wir sie hinsichtlich Leistung, Grö- 

Abb. 1: Mit den leistungsfähigen Brennstoffzellen-Prüfständen lassen sich die Stacks und 

Systeme auf Herz und Nieren testen. 

alle Bilder: Bürkert Fluid Control Systems 

ße und Skalierbarkeit perfekt auf 

die Erfordernisse unserer Kunden 

betreiben und bei den Testabläufen 

flexibel auf deren Wünsche reagieren. 

Außer dem lassen sie sich gut in 

unsere vorhandene Betriebsstruktur 

einbinden, zu der insgesamt mehr als 

50 Prüf stände gehören.“ Das Resultat 

der Eigen entwicklung sind leistungsfähige 

Brennstoffzellen-Prüfstände, 

mit denen sich die Stacks und Systeme 

auf Herz und Nieren testen lassen 

(Abb. 1). Die Anstrengungen für 

die Anpassung der Prüfstandstechnik 

sind derzeit groß, um den aktuellen 

Entwicklungen in der Wasserstofftechnik 

folgen zu können. Möglich 

sind beispielsweise Dauerläufe etwa 

für Degradationsuntersuchungen, 

Funktionstests sowie die Charakterisierung 

und Auslegung des Brennstoffzellensystems 

inklusive unterschiedlicher 

Betriebsarten. 

Der Regelaufwand, der dahintersteckt, 

ist beachtlich: Sauerstoff, 

Stickstoff, Wasserstoff und Spurengase, 

die zur Simulation von Umwelteinflüssen 

dienen, müssen zunächst 

konditioniert werden. Die jeweiligen 

Durchflussmengen auf den einzelnen 

Gasstrecken gilt es feinfühlig zu 

regeln. Dabei sind bestimmte Temperaturen 

und Feuchtegrade einzuhalten. 

Hinzu kommen Sicherheitsanforderungen. 

Bei einem Fehler 

beispielsweise lässt sich das komplette 

System mit Stickstoff fluten. 

„Als wir hierfür passende Komponenten 

suchten, stießen wir schnell 

auf das breitgefächerte Produktportfolio 

von Bürkert“, erinnert sich 

Dr. Wagner. „Allerdings haben uns 

nicht nur Qualität und Leistungsfähigkeit 

der Produkte überzeugt, sondern 

auch die schnelle Spezifizierung 

und Lieferung sowie die kompetente 

Beratung. Bürkert konnte uns 

sehr schnell gute Lösungsvorschläge 

machen.“ Insgesamt sind im Prüfstand 

acht elektromagnetische Proportionalventile, 

acht elektromotorische 

Prozessregelventile, vier 




Abb. 2: Acht elektromotorische Prozessregelventile regeln die Gaszufuhr vor den Befeuchtereinheiten präzise und reaktionsschnell. 

Massendurchflussregler (MFC) sowie 

zehn Füllstand-Schwimmer schalter 

in Betrieb. Durch den Einsatz von 

positionier baren Stellventilen mit jeweils 

integrierter Absperr funktion 

wird die Anlage flexibel für jeden 

Kundenwunsch. Dichtungen und Materialien 

der Ventilkörper sind auf 

die Betriebsbedingungen im Brennstoffzellen-Prüfstand 

ausgelegt, haben 

alle notwendigen Konformitäten 

und bei Bedarf auch Zulassungen. Bei 

den Ventilen für Wasserstoff ist die 

Eignung genauso nachgewiesen wie 

bei Ventilen für Sauerstoff. 

nicht auf die Ventilstellung und werden 

automatisch ausgeregelt. Hohe 

Lebensdauer und Dichtheit werden 

durch die bewährte selbstnachstellende 

Spindelpackung mit austauschbaren 

Dachmanschetten 

erreicht. Zudem bietet das Regelventil 

dem Betreiber viele hilfreiche Funktionen 

zur Prozess überwachung, Ventildiagnose 

und vorbeugenden Wartung. 

Vor Ort informiert ein LED-Ring 

über den jewei ligen Betriebszustand. 

„So sehen auch unsere Kunden auf 

den ersten Blick, dass der Prüfstand 

arbeitet“, schmunzelt Dr. Wagner. 

Die direktwirkenden Proportionalventile 

(Abb. 3), die praktisch überall 

im Prüfstand zu finden sind, arbeiten 

als elektromagnetisch angetriebene 

Stellventile. Sie sind stromlos schließend. 

Durch ihre Elastomer-Sitzdichtung 

sind die Ventile im Bereich des 

Ventiltechnik: schnell, 

präzise und zuverlässig 

Auf stellbare Ventile legten die 

Konstruk teure Wert, weil die Prüfstände 

flexibel betreib- und skalierbar 

sind, damit sich Stacks von 

10 bis 150 kW prüfen lassen. Dabei 

regeln zwei elektromotorisch 

betätigte Prozessregelventile vom 

Typ 3361 (Abb. 2) die Gaszufuhr der 

Befeuchter einheiten. Der Antrieb mit 

Kugel umlaufspindel positioniert dabei 

den Regelkegel sehr präzise und 

mit hoher Stellgeschwindigkeit von 

6 mm/s bei einem maximalen Hub 

von bis zu 27 mm, kann also quasi 

verzögerungsfrei auf Prozesssignale 

reagieren. Druckschwankungen oder 

-stöße im Medium übertragen sich 

Abb. 3: Insgesamt acht dieser elektromagnetischen Proportionalventile des Typs 2875 sind 

am Brennstoffzellen-Prüfstand im Einsatz. 




Abb. 4: Fluidische Herzstücke der Brennstoffzellen-Prüfstände sind die Massendurchflussregler (MFC) der Typen 8742 und 8746. Sie übernehmen 

die „intelligente“ Regelung und Dosierung der Luft- und Wasserstoffmenge. 

auf die Nennweite bezogenen Nenndruckes 

dichtschließend, haben also 

eine integrierte Absperrfunktion. 

Der Betätigungsanker des Ventils ist 

reibungs arm gelagert, was zu einem 

optimierten Stell verhalten führt. 

Durch das gute Ansprechverhalten 

sind die Ventile für die anspruchsvollen 

Prüfstand anwendungen also 

bestens geeignet, insbesondere auch 

für die präzise Regelung des Stackdruckes, 

sowohl auf Anoden- als 

auch auf Kathodenseite. Während 

typischerweise der Drucktransmitter 

auf der Eingangsseite platziert wird, 

erzeugt das Proportional ventil einen 

Rückdruck auf der Ausgangsseite des 

Stacks, um so den Stackinnendruck 

zu regeln. Alternativ zu elektromagnetischen 

Proportionalventilen der 

Typen 2875 kommen bei größeren 

erforderlichen Nennweiten kompakte 

elektro motorische Ventile der 

Typen 3280 oder 3285 zum Einsatz. 

Durchfluss regeln und 

Füllstand erfassen 

Fluidische Herzstücke der Brennstoffzellen-Prüfstände 

sind die Massendurchflussregler 

der Typen 8742 

und 8746 (Abb. 4). Sie übernehmen 

die „intelligente“ Regelung und Dosierung 

der Luft- und Wasserstoffmenge. 

Der direkt im Gasstrom 

befindliche, thermische Durchflusssensor 

in MEMS-Ausführung 

(mikroelektro mechanisches System) 

erreicht sehr kurze Reaktionszeiten 

und eine hohe Messgenauigkeit bei 

langzeitstabiler Kalibrierung. Hochauflösende, 

direktwirkende Proportionalventile 

als Stellglieder und der 

integrierte Regler sorgen für hervorragende 

Regeleigenschaften. Damit 

gewährleisten die Geräte eine 

feinfühlige und präzise Regelung 

unabhängig von Störgrößen wie 

Druckschwankungen oder temporär 

auftretenden Strömungs widerständen. 

Die magnetischen Füllstand- 

Schwimmerschalter (Typ 8181) 

unterstützen an beiden Back Pressure 

Units des Prüfstands die 

Kondensat -Ausleitung. „Einer davon 

arbeitet als Sicherheitsschalter, um 

bei der automatischen Entleerung ein 

Ausgasen über die Abwasserleitung 

zu verhindern“, ergänzt Dr. Wagner. 

Die weiteren Schwimmer sind in den 

Befeuchter einheiten integriert und 

regeln die automatische Befüllung. 

Die Füllstand-Schwimmerschalter 

haben im feststehenden Schalterteil 

hermetisch gekapselte, als Wechsler 

oder Öffner/Schließer ausgelegte 

Reed-Kontakte. Im beweglichen 

Schalterteil wird der Schaltvorgang 

über Magnete ausgelöst. Ein zylindrisches 

Gewinde erleichtert den Einbau 

im Behälter. 

Da sich die fluidischen Komponenten 

mittlerweile im praktischen 

Einsatz bewährt haben, werden 

SEGULA Technologies und Bürkert 

auch in Zukunft weiter zusammenarbeiten. 

„Bei Prüfaufbauten für 

Elektro lyseure werden wir ebenfalls 

auf die wasserstofferprobten Komponenten 

setzen und vom Know-how 

der Fluidik experten profitieren“, so 

Dr. Wagner abschließend. 

Autor: Dominik Fröhlich 

Industrie-Applikationsexperte 

Energie & Transport bei 

Bürkert Fluid Control Systems 

Weitere Informationen zum Thema 

finden Sie unter: 

www.buerkert.de/wasserstoff 


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Fertigungslogistik 

Fahrerlose Transportfahrzeuge 

für die Batteriezellproduktion im Reinraum 

Materialfluss in Reinkultur 

Gunthart Mau 

Die Elektromobilität boomt und die 

Nachfrage nach Batterien ist größer 

denn je. Um diesen Markt bedienen 

zu können, werden aktuell 

immer mehr Batteriewerke in 

Europa gebaut. Im neuen Werk 

eines nord europäischen Batterieherstellers 

sind mobile Systeme 

von SEW-Eurodrive im Einsatz. Die 

Besonderheit dieser fahrerlosen 

Transportfahrzeuge ist ihr Edelstahl-Aufbau. 

Diese spezielle Entwicklung 

ermöglicht den Einsatz in 

Reinraumapplikationen der Klasse 

ISO 6, z. B. beim kontrollierten Ein- 

und Ausschleuseprozessen. 

Seit langem haben sich in der Batteriezellenproduktion 

vor allem 

asiatische Firmen einen Vorsprung 

erarbeitet. Die steigende Nachfrage 

nach Lithium-Ionen-Batterien im 

Mobilitätssektor und bei stationären 

Applikationen führte in den letzten 

Jahren zu einem schnellen Wachstum 

dieses Marktsegments, in dem europäische 

Anbieter dringend aufschließen 

müssen. Die Batterieherstellung 

erfordert eine Anlagentechnik, die 

den hohen Anforderungen an Prozessqualität 

und Durchsatz gerecht 

wird. Der Schlüssel hierfür ist die 

Automatisierung. 

Spezialist auf diesem Gebiet 

ist die norwegische Firma Tronrud 

Engineering AS. Das Maschinenbauunternehmen 

entwickelt, produziert 

und liefert seit mehr als 40 Jahren 

Automatisierungslösungen. An den 

Standorten Eggemoen und Moss im 

Umkreis Oslos arbeiten rund 200 Mitarbeiter. 

In Moss, am Ostufer des 

Oslofjords, ist auch die norwegische 

Landesgesellschaft SEW-Eurodrive AS 

beheimatet. 

Besondere Reinraumanforderungen 

Der Auftraggeber, ein Produzent 

von 

Lithium-Ionen-Batteriezellen, 

wünschte sich die Automatisierung 

von Transportaufgaben durch 

fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF). 

Dabei müssen die Fahrzeuge und 

weitere Systeme so konzipiert sein, 

Abb. 1: Für Transportaufgaben in Reinräumen und Hygienebereichen, z. B. bei der 

Batteriezellenfertigung, entwickelte SEW-Eurodrive mobile Systeme aus dem Maxolution- 

Technologie baukasten. 

Foto: SEW 

dass Reinraumanforderungen erfüllt 

werden. Hierfür realisierte Tronrud 

gemeinsam mit SEW-Eurodrive 

einen vollautomatisierten Paletten- 

und Behältertransport mit 

fahrerlosen Transportfahrzeugen 

aus dem Maxolution-Portfolio von 

SEW-Eurodrive. 

Der Einsatz mobiler Systeme in 

einer Produktionsumgebung mit 

hohen Reinraumanforderungen und 

zahlreichen Schnittstellen wie Aufzügen, 

Stetigförderern und Sondermaschinen 

ist eine komplexe 

Herausforderung. Die Fahrzeugzu-Fahrzeug-Übergabe 

in den Luftschleusen 

stellt hohe Anforderungen 

an die Positioniergenauigkeit und 

Sicher heitstechnik. Außerdem müssen 

verschiedene Ebenen (Erd- und 

Zwischengeschoss) überwunden werden. 

Dazu werden die FTF samt Last 

in Aufzügen transportiert. 

Vom Testsystem zur 

Serienproduktion 

Zunächst wurde ein Testsystem 

in einer Pilotfabrik des Endkunden 

als Machbarkeitsstudie installiert. 

„Der Transfer von einem Fahrzeug 

zu einem anderen Fahrzeug 

mit über 1.000 kg Last war eine Herausforderung“, 

erinnert sich Cato 

Horten, Senior Project Manager bei 

Tronrud Engineering: „Durch mehrere 

Tests und die gute Zusammenarbeit 

konnte eine Lösung gefunden 

werden.“ Nach dem erfolgreichen 

Test realisierten beide Firmen gemeinsam 

den Materi alfluss mittels 

eines fahrerlosen Transportsystems 

in der Serienproduktion eines 

neuen Werks „auf der grünen Wiese“. 

Tronrud- Geschäftsführer Skule 

Edvard Smørgrav unterstreicht: „Ich 

möchte die Bedeutung von SEW- 

Eurodrive AS in Norwegen hervorheben. 

Als Schlüsselpartner sorgte sie 

dafür, dass die richtigen Informati- 


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Abb. 2: Das Plattformfahrzeug mit aufgesetztem Rollenförderer – hier im „grauen Bereich“ – 

kann eine Traglast bis über 1.000 kg bewegen. Sein bidirektionales Fahrwerk erreicht 1,5 m/s 

Maximalgeschwindigkeit sowie eine Positioniergenauigkeit von ±2 bis 10 mm. Foto: SEW 

onen die richtigen Leute sowohl bei 

SEW-Eurodrive Deutschland als auch 

bei Tronrud Engineering erreichten.“ 

Zwei strikt getrennte FTS-Bereiche 

Verschiedene, über das Werk verteilte, 

Routen sorgen dafür, den 

spezifizierten Materialfluss aufrechtzuerhalten. 

Dabei gibt es 

grundsätzlich zwei getrennte FTF- 

Bereiche: Im so genannten „grauen 

Bereich“ müssen die Fahrzeuge keine 

besonderen Reinheitsanforderungen 

erfüllen. Dagegen gilt für 

den so genannten „weißen Bereich“ 

die Reinraum anforderung nach 

ISO 14644-1 Klasse 6. Mit der Übergabe 

der Last an die Reinraumausführung 

der mobilen Systeme 

wird eine saubere Trennung zwischen 

beiden Bereichen ermög licht. Zur 

Vermeidung einer Kreuzkontamination 

findet diese Lastübergabe in speziellen 

Luftschleusen statt. 

Eine Hauptroute ist die Verbindung 

des zentralen Lagers mit den 

Fertigungsbereichen, um sie mit den 

benötigten Materialien zu versorgen. 

Sie umfassen die Prozessschritte Beschichten, 

Kalendern, Slitten, Stapeln, 

und Zellassemblierung. Darüber 

hinaus wird weiteres Material 

aus dem Umfeld des Zentrallagers 

zur Fertigung transportiert. Innerhalb 

des „weißen“ Reinraumbereichs 

werden die Materialien bis an den jeweiligen 

Verwendungsort transportiert. 

Entweder wird das Material direkt 

angeliefert oder es durchläuft 

vor der Anlieferung weitere Prozesse, 

z. B. Kommissionierung/Vereinzelung 

und Zwischenlagerung von Paletten 

auf einzelnen Kleinladungsträgern 

(KLT). Dabei findet auch ein Transfer 

von einem auf ein anderes Fahrzeug 

statt. Darüber hinaus werden FTF 

zum Palettentransport vom Lager in 

den „Supermarkt“ (Bereitstellung von 

Bauteilen für die Produktion in der 

Nähe des Einbauortes) und von dort 

zur Zellassemblierung eingesetzt. 

Zwischen Flottenmanager und 

Fahrzeugen kommt die standardisierte, 

interoperable Kommunikationsschnittstelle 

VDA 5050 zum Einsatz. 

Dadurch ist es in diesem Projekt 

problemlos möglich, eine FTS-Leitsteuerung 

eines Drittanbieters einzusetzen. 

Insgesamt kommen in der 

ersten Ausbaustufe 42 FTF zum Einsatz 

– 31 Fahrzeuge zum Palettentransport 

und 11 zum KLT-Transport. 

Die längste zurückzulegende Strecke 

beträgt 345 Meter, einschließlich 

mehrerer Aufzugsfahrten. 

Geteilte Verantwortung – 

doppelter Kundennutzen 

Tronrud Engineering übernimmt die 

Gesamtverantwortung für die stationäre 

und mobile Handlingssysteme 

für Paletten und Behälter und hat 

SEW-Eurodrive die Verantwortung für 

das gesamte fahrerlose Transportsystem 

übergeben. SEW realisiert 

auch die Integration des Tronrud- 

Lastaufnahmemittels auf dem Fahrzeug, 

stellt die kompletten Fahrzeuge 

einschließlich der Konformitätserklärung 

zur Verfügung und integriert 

die Fahrzeuge in das Gesamtsystem 

einschließlich Planung, 

Parametrierung und Inbetriebnahme. 

Beide Partner unterstützten sich 

vor Ort bei der Inbetriebnahme beim 

Endkunden. Auch in Zukunft sichert 

die europa- und weltweite Präsenz 

von SEW-Eurodrive und von Tronrud 

Engineering eine schnelle, lokale 

Unterstützung. 

Hardware und Dienstleistungen 

Abb. 3: Zuverlässige, präzise und prozesssichere Lastübergabe in den Luftschleusen ist dank 

innovativer Navigations- und Sicherheitstechnologie von SEW-Eurodrive möglich. Foto: SEW 

Im Bereich der mobilen und schienengeführten 

Fördertechnik bietet 

SEW-Eurodrive innovative, 

skalierbare und zukunftsfähige 




Abb. 4: Das Maschinenbauunternehmen Tronrud Engineering AS entwickelt und produziert Automatisierungslösungen. Sein Hauptsitz befindet 

sich in Eggemoen, anderthalb Autostunden nordwestlich von Oslo. 

Foto: Tronrud 

Systemlösungen an. Hierbei liegt der 

Fokus nicht nur auf den Fahrzeugen 

selbst, sondern auch auf dazugehörigen 

Dienstleistungen – von der 

Systemplanung und Simulation bis 

zur Inbetriebnahme und der Wartung 

und Reparatur. 

Nach dem Beispiel des weltweit 

eingesetzten Baukastensystems für 

Getriebemotoren und Elektronikprodukte 

erfolgt auch das Engineering 

des fahrerlosen Transportsystems 

auf Basis eines innovativen Technologie- 

und Softwarebaukastens. Er 

ermöglicht, individuelle Fahrzeuge 

zu konfigurieren und dabei die Komplexität 

gering zu halten. 

Kontaktlose Energieversorgung 

Die fahrerlosen Transportfahrzeuge 

lassen sich mithilfe des Energieversorgungssystems 

Movitrans von 

SEW-Eurodrive kontaktlos und wartungsfrei 

laden. Daher ist es besonders 

für sensible Bereiche wie die 

Lebensmittelproduktion oder Reinräume 

geeignet. Für die Movitrans- 

Komponenten gibt es verschiedene 

Einbauoptionen, die eine einfache 

und dezentrale Installation ermöglichen. 

Die Energieaufnahme erfolgt 

verschleißfrei, entweder punktuell 

im Stillstand oder während 

der Fahrt über Linienleiter, die im 

oder auf dem Boden verlegt werden. 

Durch das Laden während der 

Fahrt oder bei Lastübergabe lassen 

sich Stillstandszeiten vermeiden. 

So ist es möglich, die optimale Anzahl 

von Fahrzeugen für den innerbetrieblichen 

Materialfluss einzusetzen. 

Ferner hat das System einen 

automatischen Energiesparmodus, 

der zum effektiven Energieeinsatz 

beiträgt. 

Sicherheitstechnik und Navigation 

Umfangreiche Sicherheitstechnik 

schützt das gesamte Fahrzeug – und 

vor allem die Menschen, die in seiner 

Umgebung arbeiten. Die integrierte 

Sicherheitssteuerung sorgt für die geschwindigkeitsabhängige 

Schutzfeldumschaltung, 

sicher abgeschaltetes 

Drehmoment, sichere Geschwindigkeit 

und weitere Funktionen. Auch 

das Lastaufnahmemittel wurde vollständig 

in die Fahrzeugsicherheit integriert. 

Zur Navigation in den Produktionshallen 

kommt Laser-SLAM zum 

Einsatz (Simultane Lokalisierung und 

Kartierung der Umgebung). In Kombination 

mit Laserparking und Feinpositionierung 

mittels Data- Matrix- 

Code ermöglicht dies eine präzise 

und prozesssichere Fahrzeugpositionierung. 

Das ist vor allem für sicherheitsrelevante 

Bereiche wichtig. Dazu 

gehört auch die Last übergabe von 

Fahrzeug zu Fahrzeug. 

Mobile Systeme in der 

Batteriezellenfertigung 

SEW-Eurodrive liefert mobile Systeme, 

Antriebs- und Steuerungskomponenten 

sowie Software aus einer 

Hand. Mit dem modularen und innovativen 

Technologiebaukasten sowie 

jahrzehntelanger Erfahrung in 

vielen Industriebranchen bietet der 

Bruchsaler Antriebsautomatisierer 

innovative, erweiterbare Hard- und 

Softwarelösungen mit weltweiter 

Verfügbarkeit. Gemeinsam mit dem 

Maschinenbauer Tronrud Engineering 

installierte SEW-Eurodrive ein 

fahrerloses Transportsystem aus 

dem Maxolution-Portfolio mobiler 

Transport- und Assistenzsysteme 

in einer europäischen Fabrik zur 

Batteriezellen fertigung. 

Die Verwendung der VDA5050- 

Schnittstelle ermöglichte es in diesem 

Fall, problemlos einen Flottenmanager 

eines Drittanbieters zu einzusetzen. 

Die Anlage befindet sich derzeit 

in der letzten Inbetriebnahmephase. 

Eine Erweiterung der FTS-Flotte ist 

bereits geplant und steht kurz vor der 

Umsetzung. Für den Endkunden ist 

die regionale Nähe des Maschinenbauers 

Tronrud Engineering von Vorteil, 

für beide Unternehmen die Unterstützung 

durch die norwegische 

Marktorganisation SEW-Eurodrive AS 

in Moss sowie die Firmenzentrale in 

Bruchsal. 

Autor: Gunthart Mau 

Referent Fachpresse, SEW-Eurodrive, 

Bruchsal 

Weitere Informationen: 

www.sew-eurodrive.de/ 

referenz-tronrud 


45


Kreislaufwirtschaft 

Reparatur statt Neuteil 

Ein im RemanLab frisch überholter Motor steht laut Fraunhofer einem Neuteil in nichts nach. 

 

Bild: Fraunhofer IPA 

Pedelecs sind die boomende Cashcow 

des Fahrradhandels. Doch die 

unterstützenden E-Motoren stellen 

im Reparaturfall die eher traditionell 

ausgerichteten Werkstätten vor 

große logistische Probleme. Für die 

Besitzer der ehemals hochpreisigen 

Räder wird das sehr teuer. Einen 

Lösungsansatz zeigt das Projekt 

Reman Lab am Fraunhofer-Institut 

in Bayreuth. 

Dieses Jahr ist es nach Schätzungen 

des ZIV (Zweirad-Industrie-Verband 

e.V.) erstmals so weit: Die 

Absatzzahlen von Pedelecs (umgangssprachlich 

meist als E-Bikes 

bezeichnet) übersteigen die der unmotorisierten 

herkömmlichen Fahrräder. 

Wertmäßig ist das schon 

längst passiert. 2022 lag der durchschnittliche 

Bruttoverkaufspreis von 

E-Bikes über alle Bauformen bei 

2.800 Euro, während normale Fahrräder 

im Schnitt für schlanke 500 

Euro aus dem Fahrradladen rollten. 

Maßgeblichen Anteil an den hohen 

Kosten der Pedelecs hat unter anderem 

auch der um fast 40 Prozent 

gegenüber dem Vorjahr gewachsene 

Anteil hochpreisiger Lastenfahrräder. 

Aber auch 90 Prozent der verkauften 

sportiven Mountainbikes 

schieben ihre Fahrer und Fahrerinnen 

mehr oder weniger wadenschonend 

elektrisch die steilen Bergtrails 

hinauf. 

Besonders erwähnenswert laut ZIV: 

Mittlerweile fahren gut 10 Millionen 

E-Bikes auf deutschen Straßen – und 

sie fahren erheblich öfter und mit 

etwa 1.500 bis 2.000 Kilometer pro 

Jahr auch deutlich weiter als nor male 

Fahrräder. 

Viel Reparaturpotential – 

wenig Ersatzteile 

Unterm Strich zeichnet sich hier ein 

großes Potential für Reparaturen 

an den Antriebsmotoren der existierenden 

und kommenden E-Bike- 

Generationen ab. 

Ein herkömmlicher 

Drahtesel findet bei einem 

Schaden am Tretlager oder kaputten 

Felgen viel schneller den Weg in die 

Schrotttonne als ein urbanes Lifestyleprodukt 

von Schindelhauer, Cowboy 

oder Babboe. Umso lästiger entpuppt 

sich das Problem, einen defekten 

Motor zu reparieren. Die Fahrradhersteller 

haben naturgemäß eher wenig 

Interesse an einer Reparatur ihrer 

Produkte. Dies zeigt sich laut Jan 

Koller, an oft nur schwer oder gar 

nicht erhältlichen Ersatzteilen für Akkus 

und vor allem für die Motoren 

der Pedelecs. 

Koller ist der Gruppenleiter 

Effiziente Wertschöpfungssysteme 

beim Fraunhofer-Institut 

für Produktionstechnik und Automatisierung 

IPA in Bayreuth. Er leitet 

das Projekt RemanLab, dessen Ziel 

die Etablierung eines industriellen 

Wieder aufbereitungsprozesses für 

Kleinserien von 50 bis 100 Motoren ist. 

Das RemanLab ist Teil des übergeordneten 

Projekts »AddRE-Mo«. 

Gemeinsam mit den Partnern cirp 

GmbH, Electric Bike Solutions GmbH 

(EBS), dem Trägerverein Umwelttechnologie-Cluster 

Bayern e. V. und dem 

Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, 

Energie gGmbH untersuchten 

die Forschenden des Fraunhofer IPA 

zunächst die technische Machbarkeit 

der Refabrikation von Elektrofahrradmotoren. 

Hierbei prüften die 

Forschenden den Einsatz additiver 

Fertigungsverfahren und geeignete 

Kombinationen aus Verfahren und 

Werkstoff zur Herstellung langlebiger 

und belastbarer Ersatzteile. Laut 

Koller stellte sich dabei heraus, dass 

gerade bei Zahnrädern das Nachkonstruieren 

oftmals einfacher ist als ein 

defektes Teil mühsam zu scannen 

und die erhaltene Punktewolke für 

den Drucker aufzubereiten. Nachgedruckte 

Teile wiederum verhalten 

sich im Betrieb hinsichtlich der Standfestigkeit 

anders als aus dem Vollen 

gefrästes oder gegossenes Material. 

Laut Koller lösten die die Projektpartner 

wie EBS dieses Problem im Zweifelsfall 

durch viele Prüfstandläufe, 

ergänzt mit ausführlichen Fahrversuchen. 

Insgesamt wurden im Rahmen 

des Projekts über 120 unterschiedliche 

Bauteile aus 20 verschiedenen 

Werkstoffen im 3D-Druck hergestellt. 

Als besonders vielversprechend erwies 

sich das Highspeed-Sintering, 

ein spezielles Verfahren zur Herstellung 

oder Veränderung von Werkstoffen, 

in Kombination mit dem 

Kunststoff Polyamid 12. 

Doch auch an den sich immer 

stärker abzeichnenden Fachkräftemangel 

haben die Forschenden 

im Visier: Derzeit wird eine KI mit 

einer Vielzahl von Fotos der verschiedensten 

Motoren aus allen Blickwinkeln 

gefüttert. Die KI ist das Kernstück 

der ersten Arbeitsstation. In einem 

an eine Vitrine erinnernden Schränkchen 

wird der aufzubereitende Motor 

fotografiert. Die KI erkennt den 

genauen Typ des Motors – das fehleranfällige 

manuelle Einlesen des 




GET: Sind bei Ihren Untersuchungen 

der Ausfallwahrscheinlichkeit 

besondere Häufungen gleichartiger 

Mängel bei bestimmten Baugruppen 

oder bestimmten Herstellern 

aufgefallen? Fanden Sie Anzeichen 

von geplanter Obsoleszenz? 

Abb. 1: 2294: Projektleiter Jan Koller demonstriert den Eingangsscanner der Reparaturstraße. 

Eine KI erkennt den eingelegten Motor und bestimmt die zugehörigen Ersatzteilnummern 

und Zerlegeschritte. 

Bilder 1-6: Holz, GET 

Typschilds durch ungelernte Kräfte 

entfällt. Als Fernziel nennt Koller eine 

Voraussage der KI anhand des vorliegenden 

Verschleiß- und Schadensbildes, 

ob sich ein Öffnen und eine 

Reparatur überhaupt lohnt. 

Neueröffnung der Lernfabrik 

RemanLab in Bayreuth 

Seit Ende Mai verstetigt jetzt das 

RemanLab die gewonnenen Erkenntnisse 

des Projektes und macht die 

Prozesskette der Wiederaufbereitung 

Welche dieser Hersteller haben sie 

im Vorfeld geprüft/untersucht? Wie 

weit sind diese Motoren proprietär, 

also modellspezifisch geformt und 

nicht untereinander austauschbar? 

Jan Koller: Wir haben Motoren verschiedener 

Hersteller untersucht, unter 

anderem Bosch, Brose, Yamaha, 

Bafang und AEG. Im Forschungsprojekt 

haben wir insbesondere den 

SGI Climber V2 Nabenmotor und 

den BBS01B Mittelmotor betrachtet. 

Die Prozesskette im RemanLab ist 

Jan Koller: Es hat sich als schwierig 

erwiesen, die Ausfallwahrscheinlichkeiten 

zu bestimmen, da diese nicht 

nur vom Motor selbst, sondern vielen 

weiteren Faktoren (Fahrer, Fahrstil, 

Laufleistung, Umgebungsbedingungen, 

etc.) abhängig sind. 

Teilweise haben Motoren gewissermaßen 

typische Fehlerbilder, auf 

deren Behebung sich zum Teil auch 

unabhängige Fahrradwerkstätten 

spezialisiert haben. Von geplanter 

Obsoleszenz würde ich aber nicht 

sprechen. Insgesamt lässt sich sagen, 

dass die Elektrofahrradmotoren sich 

gut für eine Aufarbeitung anbieten, 

da insbesondere Verschleißteile, wie 

z. B. Lager oder die Zahnräder getauscht 

werden müssen, viele andere 

Komponenten jedoch wiederverwendet 

werden können (falls kein Wasserschaden 

oder ähnliches Problem 

bestand). 

GET: Bieten die Hersteller allgemein 

keine Ersatzteile an, oder sind diese 

nur aufgrund von einschlägigen 

Lieferkettenproblemen der letzten 

Jahre schlecht zu bekommen? 

Jan Koller: Die meisten Hersteller bieten 

Privatpersonen nicht die Möglichkeit, 

Ersatzteile zu beziehen. In der 

Regel ist nur eine Reparatur bei zertifizierten 

Fachwerkstätten möglich. 

Abb. 2: Blick auf die Zerlegestation. Hier demontiert ein Mitarbeiter die defekten Motoren 

und separiert die Altteile für die Weiterbearbeitung. 

direkt erlebbar. Jan Koller begleitete 

die Redaktion der GET bei einem 

Rundgang durch die einzelnen Arbeitsstationen 

und stellte sich dabei unseren 

zum Teil auch kritischen Fragen. 

GET: Ein schneller Blick auf die Website 

eines großen Fahrradhändlers 

offenbart eine Vielzahl von Herstellern 

mit jeweils mehreren Produktfamilien 

und Baujahrvarianten. 

aktuell auf den Bosch Active/Perfomance 

Line der zweiten Genera tion 

ausgelegt. 

Die Aufnahmen der Mittelmotoren 

im Rahmen sind in der Regel 

abhängig vom jeweiligen Mittelmotor, 

daher können Motoren in der Regel 

nicht ohne weiteres untereinander 

ausgetauscht werden. Das ist ein 

großes Problem, dass wir auch in unserer 

Studie adressieren. 

GET: Sie haben zusammen mit Ihren 

Projektpartnern cirp und Electric 

Bike Solutions (EBS) selbstproduzierte 

Ersatzteile in eigens entwickelten 

Prüfständen und unter 

realen Belastungen auf Lebensdauer, 

Geräuschentwicklung und 

Temperaturbeständigkeit geprüft. 

Warum fertigen Sie nicht erhältliche 

Ersatzteile per Highspeed-Sintering 

aus Polyamid 12 und nicht aus den 

originalen Werkstoffen an? 

Jan Koller: Ziel im Forschungsprojekt 

war die additive Fertigung der 


47



Abb. 3: Die Zahnräder aus Fraunhofer- 

Eigenfertigung sind mindestens so haltbar 

wie die oft nicht erhältlichen Originalteile – 

das mussten die Teile in vielen Tests und 

Fahrversuchen beweisen. 

Ersatzteile für den Aufarbeitungsprozess. 

Aufgrund der unterschiedlichen 

Geometrien der Zahnräder haben 

sich dies besonders gut geeignet. Die 

originalen Werkstoffe sind nicht immer 

für die additiven Fertigungsanlagen 

verfügbar und für diese ggf. 

auch nicht geeignet. Letztlich haben 

wir verschiedene Kombinationen untersucht, 

um die geeignetste zu identifizieren. 

GET: Erneuern sie nur die sichtbar 

defekten Teile, oder auch prophylaktisch 

andere Bauelemente, die 

Ihnen bei dem jeweiligen Motormodell 

auch als häufiger Ausfallgrund 

bekannt sind? 

Jan Koller: Es werden auch vorsorglich 

weitere Bauteile getauscht, wie 

z. B. die verbauten Lager, Dichtungen 

und andere Kleinteile. Schäden an 

den elektronischen Platinen beheben 

Abb. 4: Das Wiederaufbereiten ist in der 

Automobilindustrie schon seit langem gängig 

und schont die finanziellen Ressourcen 

der Autofahrer und Rohstoffe der Umwelt. 

wir nicht, der betreffende Motor wird 

aussortiert. 

GET: Die verbesserten Garantieverpflichtungen 

seitens der EU 

hatten zur Folge, dass Werkstätten 

lieber komplette Baugruppen durch 

Neuteile ersetzen, anstatt sie zu 

reparieren. So gehen sie eventuellen 

Reklamationsklagen von 

Endkunden vor Gericht aus dem 

Weg. Wie sichern Sie Sich und die 

einbauenden Werkstätten gegen 

Klagen dieser Art ab? 

Jan Koller: Zunächst bieten wir keine 

aufgearbeiteten Elektrofahrradmotoren 

zum Kauf an. Darüber hinaus 

unterscheidet sich hier die Aufarbeitung 

von der klassischen Reparatur. 

Statt einen einzelnen Defekt 

eines individuellen Motors zu 

beheben, werden die Motoren komplett 

demontiert, gereinigt, die Bauteile 

auf ihre Eignung für eine Wiederverwendbarkeit 

untersucht und ggf. 

Neuteile verwendet und schließlich 

aus den gewonnenen Komponenten 

neue Motoren aufgebaut. Anschließend 

erfolgen entsprechende Qualitätsprüfungen. 

Dadurch entsteht ein 

Neuprodukt, dass mindestens die 

Funktionalität und Leistungs fähigkeit 

des ursprünglichen Produkts aufweist 

und mit einer marktüblichen 

Gewährleistung versehen wird. 

GET: Wie kommen sie an die für 

einen wirtschaftlichen Betrieb nötigen 

Stückzahlen? Wie viele wären 

das pro Reparaturserie? Reparieren 

Sie auf Vorrat, oder liegt ein 

Reparaturauftrag erst mal so lange, 

bis eine bestimmte Menge zusammengekommen 

ist? Im ersten Fall 

können Sie einen Kunden sofort mit 

einem Tauschteil helfen, im zweiten 

Fall bekommt er seinen eigenen 

Motor, aber unter Umständen 

erst nach Wochen oder Monaten 

zurück? Glauben Sie, dass ein 

potenzieller Kunde länger als eine 

Woche auf sein Ersatzteil warten 

will/kann? 

Jan Koller: In unserem RemanLab zeigen 

wir aktuell die technische Machbarkeit. 

Zukünftig gehe ich davon aus, 

dass die Motorenhersteller selbst in 

das Remanufacturing der Motoren 

einsteigen werden und dabei die gebrauchten 

Motoren einsammeln und 

aufgearbeitete/neue Motoren zur 

Verfügung stellen, um die Wartezeit 

auf ein Minimum zu reduzieren. Ich 

kann mir auch vorstellen, dass zukünftig 

Fahrräder bewusst mit aufgearbeitetem 

Motor zu einem günstigeren 

Preis verkauft werden. 

GET: Reparieren Sie auch weitere 

Baugruppen wie Akkus und Leistungselektroniken 

bzw. Bedienelemente? 

Jan Koller: Akkumulatoren betrachten 

wir im RemanLab nicht, allerdings 

betrachtet der ebenfalls in unserem 

Gebäude ansässige Lehrstuhl 

Umweltgerechte 

Produktionstechnik 

der Universität Bayreuth die Aufarbeitung 

von Batteriesystemen aus 

Elektro fahrzeugen im eigens dafür 

vorgesehenen Hochvoltlabor. 

Abb. 5: Das charakteristische Fraunhofergrün 

verrät die Herkunft des aufgearbeiteten 

Motors. Bis auf die Pulverlackierung 

erledigt das RemanLab alle Arbeitsschritte 

inklusive Sandstrahlen der Gehäuse selbst. 

Weiterführende Links: 

- www.addre-mo.de/ 

- www.prozessinnovation.fraunhofer. 

de/de/effizientewertschoepfungssysteme/ 

geschaeftsfeldentwicklungremanufacturing.html 



Haustechnik 

Kaltgestellt 

Luft- und Sole-Wasser-Wärmepumpen eignen sich auch 

zum Kühlen: Eine Kühllastberechnung ist dabei Grundlage 

für einen effizienten Betrieb 

Hans-Jörg Risse 

Sole-Wasser-Wärmepumpen oder 

reversible Luft-Wasser-Wärmepumpen 

haben vielen anderen Wärmeerzeugern 

eines voraus: Sie liefern 

nicht nur Wärme, sondern lassen 

sich an heißen Tagen auch zum 

Kühlen nutzen. Angesichts weltweit 

steigender Temperaturen ist das 

in vielen Gegenden ein Vorteil – im 

gut gedämmten Neubau mit Fußbodenheizung 

kann die Wärmepumpe 

eine Alternative zur Klimaanlage 

sein und den Wohnkomfort im Sommer 

erhöhen. Nicht jede Wärmepumpe 

eignet sich zum Kühlen, das 

ist in der Endkunden beratung zu berücksichtigen: 

Geeignet sind reversible 

Luft-Wasser-Wärmepumpen 

oder Sole-Wasser-Wärmepumpen 

mit einer passiven Kühlstation. 

Der Wärmepumpen-Prozess, der im 

Normalbetrieb für Wärme im Haus 

sorgt, läuft im Kühlbetrieb in umgekehrter 

Richtung und ermöglicht so 

die Kühlung der Immobilie – Ausnahme: 

beim Betrieb mit einer passiven 

Kühlstation läuft der Kompressor der 

Wärmepumpe nicht, hier wird die 

Kälte aus der Erdsonde an das Heizwasser 

übergeben. Planer und Fachhandwerker 

sollten den Kühlbetrieb 

bereits bei der Auslegung berücksichtigen, 

damit dieser später effizient 

und zur Zufriedenheit der Bewohner 

abläuft. Die Berechnung der Kühllast 

ist hierfür wesentlich – dabei handelt 

es sich um die aus einem Raum abzuführende 

Wärmelast, mit dem Ziel, 

eine vorgegebene Raumlufttemperatur 

zu erreichen. Aufgeteilt wird die 

Kühllast wiederum in äußere und innere 

Kühllasten. Äußere Kühllasten 

bringen durch Sonneneinstrahlung 

und warme Außenluft Energie ins 

Gebäude und heizen es dadurch auf 

– etwa über Außenwände, Dächer, 

Fenster und Fugen. Innere Kühllasten 

entstehen im Raum oder Gebäude 

und führen ebenfalls zu dessen Erwärmung. 

Dazu tragen beispielweise 

die Wärmeabgabe durch Personen, 

Beleuchtung, Technik oder Nachbarräume 

bei. 

Welche Wärmepumpe wie kühlt 

Grundsätzlich gibt es mehrere Kühlbetriebsarten. 

Um diese zu beschreiben, 

werden die Wärmepumpenseite, 

die Abnehmerseite und der 

Taupunkt betrachtet. Die Begriffe 

„aktive“ und „passive“ Kühlung geben 

an, ob der Wärmepumpenkompressor 

zur Kühlung ein- oder ausgeschaltet 

ist. Die Begriffe „dynamische“ 

und „stille“ Kühlung legen fest, ob 

mit Gebläseunterstützung und Taupunktunterschreitung 

(beispielsweise 

Gebläse konvektoren) oder über 

ein Flächensystem oberhalb des 

Taupunkts (zum Beispiel Fußbodenheizung) 

gekühlt wird. 

Aktive Kühlung vorrangig mit 

Luft-Wasser-Wärmepumpen 

Reversible Wärmepumpen eignen 

sich für die aktive Kühlung, in der Regel 

werden Luft-Wasser-Wärmepumpen 

dafür eingesetzt. Beim aktiven Kühlen 

wird über ein internes 4-Wege-Ventil 

und ein zusätzliches Expansionsventil 

der Kältekreis umgekehrt, der Verflüssiger 

wird zum Ver dampfer, das 

heißt, das Kältemittel verdampft im 

Verflüssiger. Der Kompressor arbeitet 

also aktiv, um das Heizwasser abzukühlen. 

Auf diese Weise wird dem 

Raum Wärme entzogen, diese wird 

auf das Kältemittel übertragen und 

schließlich in die Außenluft abgegeben. 

Bei hohen Temperaturen ist die 

aktive Kühlung gegenüber der passiven 

Kühlung im Vorteil, sie kühlt 

schneller und spürbarer – das braucht 

jedoch Strom und kann die Betriebskosten 

erhöhen. Von Vorteil ist dann 

eine Photo voltaikanlage: Sie liefert 

gerade im Sommer viel Strom, wenn 

auch die Kühlung gewünscht ist, was 

die Kosten wiederum deutlich senken 

kann. 

Passive Kühlung bei Sole-Wasser- 

Wärmepumpen 

Die passive Kühlung kommt in der 

Regel bei Sole-Wasser- oder Wasser- 

Wasser-Wärmepumpen zum Einsatz. 

Abb. 1: Eine reversible Luft- oder Sole-Wasser-Wärmepumpe sorgt ganzjährig für angenehme 

Raumtemperaturen – im Winter und auch im Sommer. 

Alle Bilder: Buderus 


49


Haustechnik 

Abb. 2: Beispiel für eine passive Kühlung über die Fußbodenheizung mit Sole-Wasser- 

Wärmepumpe und einer passiven Kühlstation. 

[1] Wärmepumpe 

[2] Passive Kühlstation 

[3] Verteiler Fußbodenheizung 

[4] Reglerverteiler 

Über einen Wärmetauscher wird 

die Wärme über Erdsonden ins Erdreich 

transportiert, das im Sommer 

kühler ist als die Außentemperatur. 

In den Solekreis der Wärmepumpe 

wird eine passive Kühlstation wie 

die Logatherm PKSt-1 oder PKS9 von 

Buderus installiert. Sie besteht aus 

einem Wärme tauscher, einer Pumpe 

und einem Mischer (PSK9 mit zwei 

Mischern, ohne Pumpe). Ein Vorteil: 

Weil der Verdichter der Wärmepumpe 

bei der passiven Kühlung nicht 

arbeiten muss, sinken die Stromkosten. 

Lediglich die Umwälz pumpen 

im Quellen- und Heizkreis sind in Betrieb. 

Der Kompressor lässt sich somit 

während des Kühlbetriebs zur 

Warmwasserbereitung nutzen. Als 

Senke dient das Erdreich oder das 

Grundwasser, die Erdbohrung liefert 

die benötigten tiefen Temperaturen. 

Flächenkollektoren dagegen 

sind als Erdwärmetauscher für diese 

Kühl betriebsart nicht geeignet: Sie 

liegen so nah an der Erdoberfläche, 

dass ihre Temperaturen im Sommer 

für eine Kühlung zu hoch sind. Der 

zusätzliche Wärmeeintrag würde zudem 

das Erdreich um den Kollektor 

austrocknen und zu einem verminderten 

Wärmeübergang zwischen 

Erdreich und Kollektor führen. 

Die Raumtemperaturen lassen 

sich mit der passiven Kühlung über 

[5] Bedieneinheit RC100.2H 

[6] Einzelraumregler 

[7] Fußbodenheizung 

Fußbodenheizung oder andere Heizflächen, 

beispielsweise Wand- oder 

Deckenheizsysteme, etwa um drei bis 

fünf Grad Celsius senken. Bei kühlen 

Wänden ist allerdings zu bedenken, 

dass diese die Behaglichkeit auch 

mindern können. Klassische Radiatoren 

eignen sich nicht, weil ihre Oberfläche 

zu gering ist, um die Raumluft 

darüber merkbar abzukühlen. Hinzu 

kommt: Herkömmliche Radiatoren 

sind für Kühlzwecke ungeeignet, 

weil die Luftfeuchtigkeit an der kühlen 

Radiatoroberfläche kondensieren 

könnte. Die Feuchtigkeit führt zu Korrosion 

der Metallober fläche, zudem 

kann sie abtropfen und so Feuchteschäden 

am Bodenbelag verursachen. 

Die passive Kühlung über Sole 

ist nicht so leistungsfähig wie die Kühlung 

über eine Klima anlage oder über 

Kaltwassersätze, es findet auch keine 

(beziehungsweise nur eine geringe) 

Luftentfeuchtung statt. 

Dynamische Kühlung 

Bei der dynamischen Kühlung wird 

bewusst der Taupunkt unterschritten, 

um hohe Kälteleistungen zu erreichen. 

Dabei wird die Raumluft 

über einen Wärmetauscher geführt, 

etwa über einen Gebläsekonvektor. 

Gleichzeitig kann die Raumluft entfeuchtet 

werden. Für die Entfeuchtung 

benötigen die Gebläsekonvektoren 

einen Kondensatablauf. Für 

die dynamische Kühlung sind nur 

Pufferspeicher mit einer dampfdiffusionsdichten 

Isolierung geeignet. 

Alle Rohrleitungen, Umwälzpumpen, 

Ventilkörper und Isolierungen, die für 

diese Kühlbetriebsart genutzt werden, 

müssen zum Schutz vor Korrosion 

ebenfalls mit einer dampfdiffusionsdichten 

Isolierung gedämmt sein. 

Dabei ist grundsätzlich wichtig, dass 

die Oberfläche des Bauteils, das mit 

kühlem Wasser durchströmt wird, 

nicht an der Oberfläche kondensiert. 

Als Richtwert haben sich Mediumtemperaturen 

zwischen 17 °C und 

18 °C etabliert, bei denen keine Kondensation 

an der Oberfläche stattfindet. 

Die Kühltemperatur liegt somit 

oberhalb des Taupunktes und 

es sind keine Feuchteschäden zu befürchten. 

Kühlt man unterhalb von 

17 °C oder die Luft hat bereits einen 

hohen relativen Feuchtegehalt, findet 

Kondensation statt. Außerdem 

ist darauf zu achten, dass Sole-Wasser-Wärmepumpen 

nur bedingt für 

die dynamische Kühlung geeignet 

sind, weil sich die Quellentemperatur 

während des Kühlbetriebs verändert. 

Für diese Kühlart empfiehlt sich 

deshalb eine reversible Luft-Wasser- 

Wärmepumpe. 

Stille Kühlung 

Bei der stillen Kühlung liegt die Kühlmitteltemperatur 

oberhalb des Taupunkts. 

Boden-, Decken- oder Wandflächen 

nehmen die Wärme des 

Raumes auf und übertragen sie auf 

das Heizwasser. Um den Taupunkt 

nicht zu unterschreiten, wird die Vorlauftemperatur 

höher angesetzt als 

bei der dynamischen Kühlung. Der 

Taupunkt muss dabei von der Regelung 

der Wärmepumpe überwacht 

werden: Wird er unterschritten, kondensiert 

die Feuchtigkeit der Raumluft 

auf dem Fußboden, wenn eine 

Fußbodenheizung zur Kühlung genutzt 

wird. Überwachen lässt er sich 

beispielsweise über eine im Referenzraum 

installierte Fernbedienung oder 

Raumklimastation. Die Raumklimastation 

hält die Vorlauftemperatur 

auf einer Stufe, bei der sich keine Kondensation 

bildet. Feuchte- und Tem- 



Haustechnik 

Schritt 1: 

Sonneneinstrahlung berechnen 

Im ersten Schritt bestimmt der Anwender die Ausrichtung der einzelnen 

Fenster und Türen. Aus der Tabelle lässt sich, abhängig von 

der Verglasung, die durch Sonneneinstrahlung eingebrachte zugehörige 

Leistung in W/m² ablesen. Bei Bedarf wird mit einem Minderungsfaktor 

Sonnenschutz multipliziert, es ergibt sich die spezifische 

Kühllast. Diese wird im letzten Schritt mit der jeweiligen Fensterfläche 

in Quadrat metern multipliziert. Die einzelnen Beträge werden zur 

Summe addiert. 

Abb. 4: Bestimmung der Sonneneinstrahlung durch Fenster und Außentüren in W/m². 

Abb. 3: Hydraulikbeispiel: Übersicht der Komponenten zur Kühlung bei einer 

Sole-Wasser-Wärmepumpenanlage. 

peraturfühler melden problematische Werte an die Wärmepumpenregelung, 

so dass das System die Kühlung rechtzeitig reduziert oder 

deaktiviert, bevor der Taupunkt unterschritten wird. Die übertragbare 

Kühlleistung ist bei der stillen Kühlung geringer als bei der aktiven 

Kühlung über Gebläsekonvektoren. 

Schritt 2: 

Wände, Boden und Decke berücksichtigen 

Die Kühllast der Außenwände wird vergleichbar zu Schritt 1 bestimmt, 

für Innenwände und Fußboden zu nicht klimatisierten Räumen ist 

ebenfalls ein Faktor angegeben. Für die Decke stehen auch Auswahlmöglichkeiten 

bereit, berücksichtigt wird darin unter anderem eine 

mögliche Dämmung und die Form des Daches. Die bereits erfassten 

Fenster- und Türöffnungen bleiben in diesem Schritt außen vor. 

Kühlung über die Fußbodenheizung 

Beim Kühlbetrieb mit einer Fußbodenheizung sollte die Oberflächentemperatur 

der Fußbodenheizung 20 °C nicht unterschreiten. Um die 

Tauwasserbildung zu vermeiden, müssen die Grenzwerte der Oberflächentemperatur 

beachtet werden. Um den Taupunkt zu erfassen, 

können Fachhandwerker beispielsweise in den Vorlauf der Fußbodenheizung 

einen Taupunktfühler einbauen. Dadurch lässt sich die 

Kondensatbildung, auch bei kurzfristig auftretenden Wetterschwankungen, 

verhindern. Die Mindestvorlauftemperatur für die Kühlung 

mit Fußbodenheizung und die Mindestoberflächentemperatur sind 

abhängig von den jeweiligen klimatischen Verhältnissen im Raum 

(Lufttemperatur und relative Luftfeuchte). 

Kühllast ermitteln 

SHK-Fachhandwerker und Planer können die Kühllast gemäß VDI 2078 

genau berechnen – alternativ bieten manche Hersteller Formblätter 

zur überschlägigen Berechnung an: Buderus liefert in den Planungsunterlagen 

für seine Luft- und Sole-Wasser-Wärmepumpen einen Vordruck 

mit, der sich einfach ausfüllen lässt. Angelehnt an VDI 2078 berücksichtigt 

die Berechnung Sonneneinstrahlung durch Fenster und 

Außentüren; Wände, Boden und Decke; in Betrieb befindliche elektrische 

Geräte sowie die Wärmeabgabe durch Personen. Aus den einzelnen 

Kühllasten ergibt sich die gesamte Kühllast in Watt. 

Abb. 5: Im zweiten Schritt werden die Kühllasten von Wänden, 

Boden und Decke berechnet. 

Schritt 3: 

Elektrische Geräte einbeziehen 

Mit einem pauschalen Minderungsfaktor von 0,75 lassen sich in Betrieb 

befindliche elektrische Geräte in der Berechnung berücksichtigen. 

Abb. 6: Elektrische Geräte erzeugen Wärme, wenn sie in Betrieb sind. 

Auch das beeinflusst die Kühllast. 



Haustechnik 

Schritt 4: 

Wärmeabgabe durch Personen erfassen 

Halten sich regelmäßig Personen im zu kühlenden Raum auf, beeinflusst 

das ebenfalls die Raumtemperatur. Nach VDI-Richtlinie 2078 gibt 

eine Person bei einer Umgebungstemperatur von 20 bis 23°C etwa 120 

Watt Wärme ab. Angenommen wird hier eine körperlich nicht tätige bis 

leichte Arbeit. In großen Büros kann der Einfluss durch viele Personen 

entsprechend höher sein. 

Ebenfalls zu berücksichtigen sind Sperrzeiten des Energieversorgers 

und die Betriebsweise (monoenergetisch oder bivalent). Für eine 

erste Einschätzung und als Hilfsmittel bei der Auslegung können sowohl 

Fach- als auch Endkunden ein Wärmepumpen-Planungstool verwenden, 

Buderus bietet dies an unter www.buderus-logatherm.de. 

Hier werden anhand von Heizlast, Energiebedarf für Warmwasser, 

Norm außentemperatur und weiteren Angaben geeignete Wärmepumpen 

ermittelt. Ein Expertenmodus bietet zudem die Möglichkeit, 

als erfahrener Anwender eine Anlage mit aufeinander abgestimmten 

Komponenten zu konfigurieren. Die Kühllast ist ergänzend zu berücksichtigen. 

Abb. 7: Menschen geben Wärme ab, bei leichten Tätigkeiten lässt sich mit einem 

Pauschalwert von 120 Watt pro Person rechnen. 

Schritt 5: 

Summe Kühllast in der Auslegung berücksichtigen 

Zu guter Letzt werden die ermittelten einzelnen Kühllasten summiert, 

das Ergebnis ist die gesamte Kühllast in Watt. Dieser Wert ist einer von 

mehreren, die für die Auslegung einer Wärmepumpe relevant sind, die 

außer der Wärmeerzeugung auch kühlen soll. 

Fazit 

Kühlen mit der Wärmepumpe erhöht den Wohnkomfort an heißen 

Tagen. Technische Voraussetzungen dafür sind außer der geeigneten 

Wärmepumpe und einer Fußbodenheizung – oder Gebläsekonvektoren 

– zusätzliche Systemkomponenten zur Kühlung. Investieren 

Planer oder Fachhandwerker bei der Wärmepumpenauslegung 

etwas Zeit in eine sorgfältige Kühllastberechnung und wird der Taupunkt 

durch die Wärmepumpenregelung überwacht, steht einer effizienten 

Kühl funktion und Temperierung nichts mehr im Wege. 

Abb. 8: Die ermittelten Summen der Positionen Sonneneinstrahlung, Wände/Boden/Decke, 

elektrische Geräte und Personen ergeben die gesamte Kühllast. 

Um die optimale Leistungsgröße der Wärmepumpe zu ermitteln, wird 

der Energiebedarf berechnet für 

• Heizung – per Faustformel (m 2 x W/m 2 ) oder DIN EN 12831 

• Warmwasser – per Faustformel (Anzahl Personen x 0,2 kW = 

Aufschlag auf die Gebäudeheizlast) oder DIN 4708 

• Kühlung – per Formblatt oder VDI 2078 

Autor: Hans-Jörg Risse 

Produktmanager Sales Technical Support Wärme- und Kälteerzeuger, 

Buderus Deutschland 

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Haustechnik 

Eine Photovoltaikanlage mit 98 kWp liefert grünen Strom für die Elektrolyseure der Multi-Picea-Anlage der Firma Küpper. Der erzeugte Wasserstoff 

lagert bis zum Winter im Flaschenlager (links) direkt neben dem Gebäude. 

Bild: Küpper 

Langzeit-Stromspeicher mit 

grünem Wasserstoff 

Effiziente und CO 2 

-freie Eigenversorgung per Sonnenenergie 

Der Kampf um die Energiewende 

ist und bleibt ein knappes Rennen. 

Umso stärker schlug die Nachricht 

im vergangenen Jahr ein: Der deutsche 

Gebäudesektor verfehlte die 

gesetzten Klimaschutzziele erneut. 

Und das trotz einer vergleichsweise 

milden Witterung und einem rückläufigen 

Erdgasverbrauch. Dabei 

hängt der Erfolg der Energiewende 

maßgeblich von der Entwicklung in 

diesem Sektor ab. Mit einem Anteil 

von etwa 40 Prozent sind Gebäude 

der Bereich mit den meisten CO 2 - 

Emissionen in Deutschland. Energieeinsparungen 

im Gebäudesektor 

rücken somit noch stärker in den Fokus. 

Die Ziele sind ambitioniert: Die 

Klimaschutzgesetz-Novelle sieht für 

die Jahre zwischen 2021 und 2030 

eine Minderung der jährlichen CO 2 - 

Emissionen von knapp 120 Mio. Tonnen 

auf 67 Mio. Tonnen vor. Zugleich 

haben der Überfall auf die Ukraine 

und die Abhängigkeit Deutschlands 

von russischem Erdgas gezeigt, wie 

verletzlich das Energiesystem hierzulande 

ist. An einer noch effizienteren 

Nutzung von Ener gien gerade 

in Gebäuden führt somit kein 

Weg vorbei. Auf dem Spiel steht 

nicht nur die Klimaneutralität, sondern 

auch eine sichere Energieversorgung 

in Deutschland. Dieser Weg 

jedoch lässt sich nur durch Innovationen 

gehen. Bestes Beispiel hierfür 

sind Langzeit-Strom speicher. 

Mit ihnen erhält jeder Einzelne die 

Chance, seinen ganz persönlichen Beitrag 

zu leisten, um die Energiewende 

dezentral voranzutreiben. Privatpersonen 

wie Unternehmen haben gleichermaßen 

die Wahl, in die CO 2 -freie 

Eigenversorgung zu investieren und 

gezielt die Kraft der Sonne sowie das 

Potential aus grünem Wasserstoff zu 

nutzen. Mit picea etwa, dem weltweit 

ersten Ganzjahres-Stromspeicher für 

Gebäude, lässt sich in Kombination 

mit einer Photovoltaik-Anlage eine 

größtmögliche Unabhängig keit vom 

Stromnetz erreichen und CO 2 -Emissionen 

vermeiden. Zudem ermöglicht 

der Ganzjahres-Stromspeicher die 

Speicherung überschüssigen Solarstroms 

aus dem Sommer und dessen 

Nutzung im Winter. 

Saisonale Stromspeicherung 

schafft den Durchbruch 

Doch wie funktioniert diese saisonale 

Stromspeicherung eigentlich? 

Der Ganzjahres-Stromspeicher picea 

verfügt über zwei Speicherkomponenten: 

einen Langzeit-Wasserstoffspeicher 

und einen klassischen 

Batteriespeicher für die kurzfristige 

Speicherung von Sonnenenergie. 

Mit der Kombination dieser beiden 

Speicher macht picea den Ertrag 

der Photo voltaik-Anlage ganzjährig 

verfügbar. An sonnenreichen Tagen 

erfolgt zunächst die Speicherung 

überschüssigen Solarstroms im 

Batterie speicher. Das picea-System 

wandelt den Gleichstrom vom Dach 

oder Batterie in gängigen Wechselstrom. 

Mit dieser Energie lässt sich 

der Strombedarf eines Hauses für 

wenige Tage decken. In der dunklen 

Winterzeit hingegen reicht die in der 

Batterie gespeicherte und von der 


53


Haustechnik 

Abb. 1: Die kompakte Energiezentrale picea enthält Speicherbatterie, Wechselrichter, Brennstoffzelle 

und Elektrolyseur. 

Bild: HPS/PhillipBoegl 

picea bietet eine hundertfach höhere 

Speicherkapazität – und das ohne 

große Speicherverluste über den gesamten 

saisonalen Speicherzyklus. 

Das System ist durch die Nutzung von 

Strom und Wärme hocheffizient und 

erreicht durch die Nutzung der Abwärme 

einen Gesamtnutzungsgrad 

von rund 90 Prozent. 

picea besteht aus zwei Einheiten, 

der Energiezentrale und dem Wasserstoffspeicher. 

Die Energiezentrale 

kommt mit einer Fläche von gerade 

einmal rund 1,5 m 2 im Haus aus. 

Sie enthält eine Batterie als Kurzzeitspeicher 

inklusive Laderegler, 

eine Brennstoffzelle, einen Elektrolyseur, 

ein Lüftungsgerät, einen Wechselrichter 

und das Energiemanagement. 

Der Wasserstoffspeicher mit 

integrier tem Verdichter, der den grünen 

Wasserstoff auf 300 bar komprimiert, 

steht als zweite Einheit außerhalb 

des Hauses und benötigt rund 

3 m 2 Platz. Er dient der saisonalen 

Langzeitspeicherung der Solarenergie 

mit einer Kapazität von mindestens 

300 Kilowattstunden elektrisch 

(kWh el). Die Speichereinheiten lassen 

sich auf eine elektrische Gesamtkapazität 

bis zu 1.500 kWh el modular 

erweitern. Durch den Einsatz von 

picea vermeidet ein Haushalt jährlich 

etwa drei Tonnen CO 2 -Emissionen. 

Das entspricht einer Menge des 

Treib hausgases, die jährlich von rund 

130 Fichten gebunden wird. 

PV-Anlage erzeugte Energie nicht für 

die Stromversorgung eines Hauses 

aus. 

Für das Schließen dieser „Winterstromlücke“ 

ist das Herzstück von 

picea zuständig: der Langzeit- 

Wasserstoffspeicher. Sobald die Batterie 

vollständig geladen ist, erfolgt 

durch einen Elektrolyseur die Umwandlung 

weiterer überschüssiger 

Energie in grünen Wasserstoff und 

dessen Speicherung. Diese Energie ist 

dann in der dunkleren Jahreszeit wieder 

abrufbar. Die integrierte Brennstoffzelle 

wandelt die in Wasserstoff 

gespeicherte Energie bei Bedarf wieder 

in Strom und Wärme um. Der Vorteil 

von Wasserstoffspeicherung im 

Vergleich zu marktgängigen Batterien: 

Modularität vereinfacht 

Service und Wartung 

Das Design der picea basiert auf 

einem modularen Aufbau. Der Vorteil: 

Die einzelnen Komponenten passen 

durch jede Kellertür und finden 

in der Regel Platz auf allen Fluren im 

Haus. Dies ermöglicht die Installation 

in fast jedem Neu- und Bestandsbau. 

Mit dem modularen Prinzip lassen 

sich Service und Wartung einfach 

und schnell gestalten. Rohre, Leitungen 

und Schnittstellen sind größtenteils 

standardisiert. Die Anschlüsse 

für die Photovoltaik, Ab-, Außen-, 

Fort- sowie Zuluft und hydrau lische 

Anschlüsse befinden sie sich auf der 

Oberseite. Dadurch ist kein Zugang 

von den Seiten notwendig. picea besitzt, 

ähnlich wie bei einer Wärmepumpe, 

Schnittstellen für die Medien 

Luft, Wasser und Strom. Betriebe mit 

Erfahrungen bei der Installation und 

Wartung von Wärmepumpen sind 

zugleich auch für die Installation und 

Wartung einer picea prädestiniert. 

Die Wartung findet in regelmäßigen 

Abständen statt. 

Einfacher Überblick in der App 

Abb.2: Die Kompaktverdichtereinheit (Bildmitte) erzeugt bis zu 300 bar Druck und pumpt 

den erzeugten Wasserstoff in die modularen Druckgasflaschenbündel. Hier hat der Anlagenbesitzer 

noch zusätzlich in ein zweites Flaschenbündel investiert, um die Lagermenge zu steigern. 

Der Platzbedarf ist dennoch gering. 

Bild: HPS/PhillipBoegl 

Zusätzlich ermöglicht eine App den 

Kunden, sich einen einfachen Überblick 

über die jeweiligen Systemdaten 

von picea zu verschaffen. Nutzer 

haben somit die jeweils aktuelle 

Energie produktion sowie Speicherstände 

und die Funktionalität der 

Komponenten kontinuierlich im Blick. 



Haustechnik 

Abb. 3: Fünf Picea wurden zu einer Multipicea zusammengeschaltet. 

Bild: Küpper 

Emissionsfreie Wärme durch 

Kombination von Wärmepumpe 

und picea 

picea dient allerdings nicht nur der 

Stromspeicherung, sondern bildet 

in Kombination mit einer Wärmepumpe 

und Photovoltaik-Anlage ein 

„Dreamteam“ der Energiewende. Damit 

lässt sich in modernen Gebäuden 

zugleich auch der vollständige 

Wärmebedarf decken. Aktuelle Neubauten 

sind GEG-entsprechend meist 

gut gedämmt und haben damit einen 

niedrigen Energieverbrauch. Somit 

ist eine komplette CO 2 -freie Vollversorgung 

für Wärme mit einer picea 

möglich. Viele Bestandsbauten haben 

zwar einen höheren Energieverbrauch. 

In solchen Fällen ermöglicht 

jedoch die Kombination aus picea, 

Wärmepumpe und Photovoltaik- 

Anlage die Deckung des größtmöglichen 

Anteils des regenerativen Wärmebedarfs. 

Der Restwärmebedarf wird über 

die Wärmepumpe mit Netzstrom gedeckt. 

Picea ist 3-phasig und interagiert 

mit dem Netz in beide Richtungen. 

Bei Spitzenlasten über 

15 Kilowatt elektrisch (kWel) erfolgt 

der Strombezug aus dem Netz. Darüber 

hinaus ist picea schwarzstartfähig. 

Das bedeutet, dass sich das 

System im Falle eines Stromausfalls 

auch ohne Netz eigenständig wieder 

hochfährt und das Gebäude zuverlässig 

mit Strom versorgt. Eine weitere 

Optimierung lässt sich durch die 

Verknüpfung des Energiemanagements 

der picea mit der Wärmepumpe 

erreichen. 

Die SG Ready Schnittstelle ermöglicht 

dem picea-System zudem 

die intelligente Steuerung der Wärmepumpe 

sowie die Optimierung 

des Betriebs anhand von Wetterund 

Verbrauchsdaten. Dabei lässt 

sich der Wärmepumpenbetrieb mittels 

unterschiedlicher Schaltbefehle 

via SG Ready, soweit möglich, in die 

Sonnen stunden verlegen. Die intelligente 

Kopplung erhöht somit den 

Photo voltaik-Direktverbrauch, verringert 

die Wärmepumpenzyklen, 

minimiert den Netzbezug und stellt 

zudem eine höhere Wasserstoffproduktion 

sicher. 

Anwendung in Wohn- und 

Gewerbeimmobilien 

Der Ganzjahres-Stromspeicher 

picea ist so aufgebaut, dass sich das 

System sowohl für den Privatgebrauch 

in Einfamilien- und Doppelhäusern 

als in Gewerbeimmobilien 

einsetzen lässt. Zugleich ermöglicht 

der modulare Aufbau den Zusammenschluss 

mehrerer picea-Systeme 

zu einer sogenannten multi-picea. 

Dies erhöht nicht nur die 

Speicherkapazität, sondern auch 

die Leistungsfähigkeit. Zudem ist 

die Kombination mit größeren PV- 

Anlagen möglich. 

Die Einweihung der ersten multipicea 

in einem Gebäude mit mehreren 

Wohneinheiten erfolgte mit 

dem Einbau neun kaskadierter picea- 

Systeme im Herbst 2022 in Bad Kissingen. 

Diese versorgen ein insgesamt 

2.800 Quadratmeter großes Gebäude 

mit sechs Wohneinheiten ganzjährig 

mit Solarstrom vom eigenen Dach. 

Eine 180 Kilowattpeak Photovoltaik- 

Anlage erzeugt den Solarstrom. Mit 

der multi-picea in Bad Kissingen lassen 

sich 13.500 Kilowattstunden elektrische 

Energie in 45 Wasserstoffbündeln 

speichern und damit das 

Gebäude ganzjährig mit selbst produzierten 

und CO 2 -freien Solarstrom 

versorgen. Das System multi-picea 

nutzt die anfallende Prozesswärme 

und stellt sie dem Gebäude zur Verfügung. 

Zusätzlich versorgt multi-picea 

die fünf Wärmepumpen der Immobilie 

im Sommer und Winter mit Solarstrom 

vom eigenen Dach. 

Bereits Ende 2021 erfolgte die Installation 

eines picea-Systems in einer 

Gewerbeimmobilie in Meckenheim. 

Das Unternehmen Josef 

Küpper Söhne GmbH hat damit die 

bundesweit erste Gewerbeimmobilie 

mit einer multi-picea realisiert. 

Dort speichern fünf picea- Systeme 

den überschüssigen Solarstrom der 

auf dem Dach und in der Fassade installierten 

98 Kilowattpeak-Solaranla- 


55


Haustechnik 

ge und decken somit den Strom- und 

Wärmebedarf auch im Winter. Dabei 

stellt eine übergeordnete Steuerungsund 

Energie managementeinheit, genannt 

Förster, die Kommunikation 

zwischen den einzelnen picea her, 

verteilt die Energie gleichmäßig und 

erfasst die Energieflüsse des Gebäudes. 

Auf diese Weise ermöglicht der 

Förster das gemeinsame Zusammenwirken 

der einzelnen picea in 

einer Anwendung, der multi-picea- 

Lösung. Mit dem Förster lassen sich 

bis zu zehn picea steuern. Das intelligente 

und übergeordnete Energiemanagement 

ermöglicht die Speicherung 

der Solarenergie im Sommer, 

die Stromabgabe im Winter sowie die 

optimale Verteilung auf die einzelnen 

An lagen – und garantiert somit zugleich 

die Langlebigkeit der einzelnen 

Module. 

Vielfältige Förderung 

picea-Käufer haben die Wahl zwischen 

verschiedenen Fördermöglichkeiten. 

Zur Schaffung von Anreizen 

für eine grüne Energieversorgung 

im Eigenheim fällt seit dem 1. Januar 

2023 der picea-Kauf unter die Regelung 

des Nullsteuersatzes. Somit 

ist die Anschaffung einer picea 

komplett umsatzsteuerfrei. Darüber 

hinaus steht Kaufinteressierten der 

Fördermittelzuschuss im Bestandsbau 

durch die „Bundesförderung 

für effiziente Gebäude“ (BEG) von 

bis zu 15.050 Euro offen. Zusätzlich 

bieten einige Bundesländer wie etwa 

Nordrhein-Westfalen oder Berlin für 

picea-Käufer interessante Förderprogramme. 

Wichtiges Puzzleteil 

der Energiewende 

Vor dem Hintergrund der bestehenden 

energetischen Herausforderungen 

im Gebäudesektor bietet 

der Ganzjahres-Stromspeicher 

einen interessanten Lösungsansatz. 

So lässt sich mit diesem der Anteil 

der grünen Energieversorgung in 

Gebäuden erheblich steigern. Das 

geschieht nicht nur durch die Speicherung 

des tagsüber erzeugten 

Solarstroms für die Nacht wie bei 

herkömmlichen Batteriespeichern. 

Zusätzlich wird hiermit eine saisonale 

Speicherung des überschüssigen 

Stroms für den Winter möglich. 

Schlägt doch gerade in dieser 

dunklen Jahreszeit ein Unterangebot 

an erneuerbaren Energien negativ 

zu Buche – und betrifft besonders 

Gebäude mit PV-Anlagen ohne 

Stromspeichersysteme. Denn insbesondere 

in einer Phase eines stark 

sinkenden Anteils an erneuerbaren 

Energien weisen diese einen deutlich 

erhöhten Strombedarf auf. So 

lag im Winter 2020 der Anteil fossiler 

Energien am Strommix bei mehr als 

60 Prozent. Dieses Missverhältnis 

während der „Winterstromlücke“ 

verdeutlicht den hohen Stellenwert 

von saisonalen Stromspeichersystemen 

für eine ganzjährig grüne 

Stromversorgung. 

Im Vergleich hierzu fällt die 

Solar stromerzeugung im Sommer 

naturgemäß erheblich höher aus. 

Die Investitionen in Photo voltaik haben 

in den letzten Jahren zugleich 

deutlich zugelegt. Im Jahr 2022 

wurden etwa 383.000 PV-Anlagen 

in Deutschland installiert. Im Vorjahr 

2021 waren es etwa 240.000 

PV-Systeme und im Jahr 2020 etwa 

184.000 PV-Systeme – und somit 

gewaltige Steigerungen. Der Anteil 

von PV-Anlagen am Strommix lag 

im Jahr 2022 bei rund zwölf Prozent. 

Viele Haushalte mit PV-Anlagen erzeugen 

im Sommer jedoch mehr 

Solar strom als zur Eigenversorgung 

benötigt. Mit marktgängigen Heimspeicherbatterien 

lässt sich nur 

ein kleiner Teil des überschüssigen 

Stroms speichern, während ein 

Großteil des Solarstroms zur Einspeisung 

ins Stromnetz geht. Dies 

führt mitunter zu negativen Preisen 

am Strommarkt und gegebenenfalls 

zu Netzengpässen. Auch die CO 2 - 

Vermeidung durch die Einspeisung 

ist dann gering, da sich ein Teil des 

Solarstroms nicht nutzen lässt. 

Genau hier setzt das Prinzip der 

saisonalen Stromspeicherung an. Sie 

ermöglicht es picea-Besitzern, weniger 

überschüssigen Strom im Sommer 

einzuspeisen und zugleich weniger 

Strom im Winter aus dem Netz 

zu beziehen. Somit erlaubt der Ganzjahres-Stromspeicher 

picea zugleich 

eine Entlastung des Stromnetzes. 

Zudem bietet er eine größtmögliche 

Planbarkeit der Energiebereitstellung 

und -kosten. 

Autarke Stromversorgung zu jeder 

Tages-und Jahreszeit 

Diese vielfältigen Möglichkeiten eröffnen 

ein gewaltiges Potential für 

Grafik 1: Die Picea lädt mit Photovoltaikstrom 

die integrierte Speicherbatterie der 

Picea für den nächtlichen Verbrauch. Aus 

darüber hinaus überschüssigem Strom erzeugt 

der Elektrolyseur Wasserstoff für das 

Flaschenlager. 

Grafik 2: Bei bewölktem Himmel oder 

nachts versorgt die Picea das Haus aus der 

Speicherbatterie 

Grafik 3: Wenn im Winter der PV-Strom 

nicht mehr ausreicht erzeugt die Brennstoffzelle 

aus dem im Sommer gespeicherten 

Wasserstoff Strom und Wärme. 

Grafik 4: Bei der Elektrolyse im Sommer entsteht 

auch zusätzlich Wärme. Damit kann 

man das nötige Warmwasser erzeugen und 

die reguläre Hausheizanlage früher ausschalten. 



Haustechnik 

den Einsatz von wasserstoffbasierten 

Heimspeichersystemen. Immerhin 

gibt es in Deutschland rund 16 Millionen 

Ein- und Zweifamilienhäuser. 

Das Statistische Bundesamt beziffert 

den jährlichen Zubau auf mehr als 

100.000 Eigenheime. Zusätzlich erfolgen 

in rund 160.000 Häusern pro 

Jahr umfangreiche Sanierungsmaßnahmen 

(Stand 2021). 

Mit dem „Dreamteam“ der 

Energie wende aus der Kombination 

von PV-Anlagen mit Wärmepumpen 

und einem Ganzjahres-Stromspeicher 

erreichen Verbraucher vor 

diesem Hintergrund ein hohes Maß 

an Eigenversorgung. Ganzjahres- 

Stromspeichersysteme auf Basis von 

grünem Wasserstoff werden somit 

in den nächsten Jahren stark an Bedeutung 

gewinnen. Leisten sie doch 

einen gewichtigen Beitrag für die 

Energie wende: Verbraucher nehmen 

ihre sichere, unabhängige und klimaneutrale 

Energieversorgung selbst in 

die Hand und tragen außerdem aktiv 

zum Erreichen der Klimaziele bei. Zugleich 

ist dies ein wichtiges Signal mit 

Blick auf die angestrebte Energiewende: 

So ehrgeizig das Ziel der Bundesregierung 

auch ist, bis zum Jahr 2030 

80 Prozent des verbrauchten Stroms 

in Deutschland aus erneuerbaren 

Energien zu erzeugen, so wichtig sind 

gleichzeitig Innovationen, um dieses 

knappe Rennen tatsächlich auch zu 

gewinnen. 

So heizt der Profi 

Das Sanitär- und Heizungsbauunternehmen 

Josef Küpper Söhne GmbH 

hat einen neuen, größeren Standort in 

Mecken heim gebaut. Firmen inhaber 

und Geschäftsführer Peter Küpper 

hat sich schon lange vor den Energiepreistechnischen 

Verwerfungen durch 

den Ukrainekrieg entschlossen, seinen 

Betrieb energieautark und umweltschonend 

zu betreiben. Wesentliche 

Grundlage ist das weitgehend aus 

Holz errichtete Gebäude in Passivhausstandard, 

um die nötige Heizleistung 

von vornherein so gering wie möglich 

zu halten. Herzstück der Haustechnik 

ist eine Multi-Picea-Anlage von HPS aus 

insgesamt fünf Einzelmodulen. „Solarstrom 

für die Wasserstoffproduktion 

muss man im Überfluss haben, sonst 

funktioniert das Ganze nicht“, war Peter 

Küppers Prämisse. Die Module der 

PV-Anlage haben folgerichtig eine Leistung 

von 98 kWp – und belegen nicht 

nur wie üblich das Dach, sondern auch 

Teile der Ost-, Süd- und Westfassade. 

Hier wärmt und kühlt die Sonne 

Der Strom lädt zunächst eine Speicherbatterie 

mit 125 kWh, was im Sommer 

darüber hinaus erzeugt wird wandelt die 

Picea-Anlage in Wasserstoff um. 440 kg 

H 2 fassen die Flaschenbündel hinterm 

Haus – die Brennstoffzellen erzeugen im 

Winter daraus ca. 7500 kWh Strom und 

ebenso viel Wärme. Der (gespeicherte) 

Sonnenstrom treibt nicht nur die firmeneigenen 

E-Fahrzeuge und alle anderen 

Verbraucher des Hauses an, eine Erdwärmepumpe 

sorgt im Winter für behagliche 

Wärme und im Sommer für produktivitätssteigernde, 

angenehme Kühle 

im Gebäude. Die Firma Küpper hat den 

enormen Invest aus einer Position der 

Stärke heraus bewusst getätigt – Wasserstoffanlage, 

PV-Anlage und Wärmepumpe 

schlugen mit gut einer dreiviertel 

Million Euro zu Buche. Eine Sonderförderung 

des Landes NRW von 55 Prozent 

für die Wasserstoff anlage war hilfreich. 

Über einen möglichen ROI (Return 

on Invest) oder Amortisation machte 

sich Peter Küpper trotzdem keine Illusionen: 

„Das muss man schon wollen!“, 

gibt er unumwunden zu. Die tatsächliche 

100%-Autarkie hat er im ersten Winter 

nicht ganz erreicht, da es einige kleine, 

inzwischen behobene Anlaufschwierigkeiten 

gab. Das ist aber praktisch bei jeder 

neuen Technik so, gibt er auf Nachfrage 

ganz entspannt zu bedenken. Im 

aktuellen Jahr hat er jedenfalls seinen 

H 2 Speicher schon Ende September fast 

vollständig gefüllt. 

Mutiges Engagement wurde belohnt 

Das Projekt der Firma Küpper leistet einen 

besonderen Beitrag zur Energiewende 

und zum Klimaschutz. Die Deutsche 

Energie-Agentur GmbH (dena) 

hat es daher mit dem Energy Efficiency 

Award 2022 in der Kategorie „Think big! 

Komplexe Energiewendeprojekte“ für 

kleine und mittelständische Unternehmen 

ausgezeichnet. 

 

Ottmar Holz 

HPS Home Power Solutions AG 

Carl-Scheele-Str. 16 

12489 Berlin, Deutschland 

Tel.: +49 30235914-600 

sales@homepowersolutions.de 

www.homepowersolutions.de 

Josef Küpper Söhne GmbH 

Hauptsitz Bonn - Bad Godesberg 

Godesberger Straße 55 

53175 Bonn 

Tel: 0228 9510 7-0 

info@kuepper-bonn.de 

www.kuepper.de 

Bei der Rückverstromung der im Sommer erzeugten 440 Kg Wasserstoff erzeugt die 

Multi-Picea-Anlage der Firma Küpper im Winter je 7.500 kW/h Strom und direkte Abwärme. 

 

Bild: Küpper 


57


Steuerungstechnik 

Der entscheidende Dreh für den Klimaschutz 

Wie Encoder von Hengstler den Ertrag 

Erneuerbarer Energieträger steigern können 

Photovoltaik-Anlagen lassen sich mithilfe von Drehgebern exakt zur Sonne ausrichten und in Windenergieanlagen erfassen Drehgeber unter 

anderem die Blattwinkelstellung der Rotorblätter 

Photo: Adobe Stock/jamesteohart 

Ohne einen massiven Ausbau von 

Windenergie und Photovoltaik ist 

die Energiewende nicht zu erreichen. 

Einen wichtigen Beitrag zur 

Leistungsfähigkeit der Anlagen 

leisten Drehgeber: Sie sorgen für 

die präzise Ausrichtung von Rotorblättern 

und Photovoltaik-Modulen. 

Namhafte Hersteller setzen für diese 

Aufgabe seit vielen Jahren Encoder 

von Hengstler ein. 

Wieviel Ertrag eine Windenergieanlage 

(WEA) erzielt, hängt maßgeblich 

von der Stellung der Rotorblätter 

zum Wind ab. Der Anstellwinkel der 

Rotoren muss fortlaufend den sich 

ändernden Windverhältnissen angepasst 

werden, um die kinetische 

Energie des Windes optimal nutzen 

zu können. Damit die Rotoren präzise 

ausgerichtet werden können, 

muss allerdings ihre genaue Position 

bekannt sein. Sie wird durch Drehgeber 

ermittelt und an die Anlagensteuerung 

übertragen, die dann über 

Aktuatoren eine Veränderung des 

Anstellwinkels veranlasst. 

Encoder müssen robust 

und präzise zugleich sein 

Die Drehgeber können zum einen 

direkt am Getriebemotor angebaut 

werden, der das Rotorblatt bewegt. 

Eine andere Möglichkeit ist die Installation 

am Drehkranz des Rotorblattes 

mittels eines auf der Geberwelle 

montierten Zahnrads. Hier sind die 

mechanischen Belastungen für den 

Sensor allerdings wesentlich größer 

als beim Anbau am Motor. 

Unabhängig vom Einbauort müssen 

Drehgeber für Windenergieanlagen 

sehr robust sein und zugleich 

hochgenau arbeiten. Große 

Erfahrung auf diesem Gebiet hat die 

Hengstler GmbH aus dem schwäbischen 

Aldingen. Das Unternehmen 

stattet seit mehr als zwei Jahrzehnten 

die Anlagen namhafter Hersteller mit 

Encodern für die Erfassung der Blattwinkelstellung 

aus. Zum Einsatz kommen 

in erster Linie die Absolutwertgeber 

ACURO AC58: Sie ermitteln 

die Position der Rotorblätter über 

ein optisches Durchlichtverfahren 

und erreichen dadurch eine absolute 

Genauigkeit von 35‘‘ und eine Wiederholgenauigkeit 

von 10‘‘. 

Optische Abtastung sorgt für 

höchste Genauigkeit 

Das Funktionsprinzip dieser Geber 

hat Hengstler in den 1990er Jahren 

entwickelt und in den Folgejahren 

gemeinsam mit Partnern kontinuierlich 

optimiert: Es basiert auf einem 

monolithisch integrierten Opto-ASIC, 

bei dem alle optischen und elektronischen 

Bauteile auf einem Siliziumchip 

angeordnet sind. Zur Ermittlung 

des Positionswertes sendet eine 

LED Licht aus, das von einem Codemuster 

moduliert wird, welches auf 

einer rotierenden Scheibe angebracht 

ist. Das Opto-ASIC tastet dann 

das Muster ab, wobei jeder Position 

ein eindeutiges Bit-Muster zugeordnet 

ist. Wird die Welle im spannungslosen 

Zustand des Gebers bewegt, erfasst 

der Encoder sie direkt nach dem 

Einschalten, sodass die korrekte Position 

der Welle sofort bekannt ist. 




Abb. 1: Illustration eines Antriebs 

 

Photo: Hengstler GmbH 

Aus diesem Grund eignen sich die 

ACURO AC58-Absolutwertgeber ideal 

für ausfallsichere Anwendungen. 

Windnachführung der Gondel ist 

ein weiteres Einsatzgebiet 

Die Encoder der Baureihe ACURO 

AC58 verfügen über eine Auflösung 

von bis zu 32 Bit (22 Bit Singleturn 

und 12 Bit Multiturn) und halten 

Schocks bis zu einer Stärke von 

min. 400 g sowie Vibrationen von 

min. 30 g stand. Da die Geber je nach 

verwendeter Schnittstelle in einem 

Temperaturbereich von – 40 bis 

+85 °C verwendet werden können, 

funktionieren sie auch in Regionen 

mit rauen Umgebungs bedingungen 

einwand frei. 

Die Absolutwertgeber von 

Hengstler sind aber nicht nur an 

den Rotorblättern von Windenergieanlagen 

zu finden, sondern auch 

an der Gondel. Damit die Windnachführung 

hier sanft und ohne 

Ruckeln verläuft, geben die Encoder 

zusätzlich zum Absolutwert ein 

sinus förmiges Inkrementalsignal zur 

Geschwindigkeits regelung aus. 

einem Aluminiumgehäuse gefertigt. 

„Für den Einsatz in rauen Umgebungen 

entwickeln wir aber auch 

gerne beson ders robuste Gehäusevlösungen“, 

berichtet Peter Elbel, 

Manager Application Management 

bei Hengstler. 

So war es beispielsweise bei 

einem Strömungskraftwerk an der 

Küste Schottlands. Die Anlage nutzt 

die starke Oberflächenströmung und 

die bis zu 20 m hohe Wellen zur Stromerzeugung: 

Riesige Rotoren mit 

Durchmessern von bis zu 18 Metern 

sind in 35 bis 100 Metern Tiefe mit 

einem Stahl-Fundament am Meeresboden 

verankert. Die Strömung setzt 

die Rotoren in Bewegung, ihre mechanische 

Energie wird von einem 

Gene rator in elektrische Energie umgewandelt. 

Strömungskraftwerke können 

Beitrag zur Energiewende leisten 

Wie bei Windenergieanlagen kommt 

es auch bei Strömungskraftwerken 

auf eine optimale Ausrichtung 

der Rotoren an, um den größtmöglichen 

Energieertrag zu erzielen. 

Bei der Ausstattung des Kraftwerks 

mit Drehgebern entschied sich der 

Betrei ber für den ACURO AC58 von 

Hengstler, denn er benötigte sowohl 

einen genauen als auch einen extrem 

robusten Encoder. Peter Elbel und 

seine Kollegen statteten den Geber 

mit einem salzwasserbeständigen 

Gehäuse aus, das den rauen Bedingungen 

deutlich besser standhält als 

ein Standardgehäuse mit Beschichtung. 

Die Geber erfüllten damit die 

Anforderungen für Unterwasseranwendungen 

(DNV/Det Norske Veritas) 

und wurden auf Kundenwunsch zudem 

redundant ausgeführt (2 Geber 

in einem Gehäuse). Da beide Encoder 

parallel die Position des Rotorblattes 

an die Steuerung übertragen, ist der 

Betrieb selbst dann sichergestellt, 

wenn einer von ihnen ausfällt. 

Experten schätzen, dass sich mithilfe 

von Strömungs- und Gezeitenkraftwerken 

bis zu 1200 Terawatt 

Strom erzeugen ließen. Noch sind die 

Kosten für eine Stromerzeugung auf 

diesem Wege zwar relativ hoch – aber 

das könnte sich mit Blick auf die stark 

steigenden Preise für fossile Energieträger 

schon bald ändern. 

Agri-Photovoltaik: Landwirtschaft 

und Energieerzeugung in einem 

Agri-Photovoltaik-Anlagen werden 

bei der Energiewende ebenfalls eine 

wichtige Rolle spielen – und auch 

hier übernehmen Drehgeber von 

Hengstler wichtige Aufgaben. Mit 

Agri-Photovoltaik sind PV-Module gemeint, 

die auf landwirtschaftlichen 

Flächen installiert sind – und zwar in 

einigen Metern Höhe, so dass darunter 

z. B. noch Getreide angebaut werden 

kann. Encoder können bei den 

Agri-PV-Modulen im Rahmen des so 

genannten Lichtmanagements eingesetzt 

werden. Die Drehgeber richten 

dann die PV-Module so zur Sonne 

aus, dass einerseits ein gesundes 

Wachstum der Pflanzen gewährleistet 

ist und andererseits der größtmögliche 

Energieertrag erzielt wird. 

Encoder sorgen für optimale 

Licht- und Stromausbeute 

Das Lichtmanagement kann auf 

unter schiedliche Art und Weise 

geschehen – eine Option ist die ge- 

Drehgeber halten auch 

Meerwasser stand 

Standardmäßig werden die Encoder 

der Baureihe ACURO AC58 mit 

Abb. 2: Anbaualternativen für Gebersysteme bei Pitch Control 



59



Abb. 3: Der Absolutwertgeber ACURO AC58 

von Hengstler ermöglicht die präzise Ausrichtung 

der Rotorblätter von Windenergieanlagen 


zielte Nachführung der PV-Module 

nach dem Stand der Sonne. Hier gibt 

es Ausführungen mit astronomischer 

Steuerung, die auch bei Bewölkung 

immer zur Sonne ausgerichtet sind. 

Daneben existieren nachgeführte 

Systeme mit einer Sensorsteuerung, 

die auf die jeweiligen Lichtverhältnisse 

reagiert. Alle Ausführungen verfügen 

über Getriebemotoren, in die 

jeweils ein Drehgeber integriert ist. 

Dieser ist unerlässlich, denn er erfasst 

zu jedem Zeitpunkt den Anstellwinkel 

der Module und meldet ihn an 

die zentrale Steuerung. Anhand dieser 

Positionswerte und des vorher 

einprogrammierten Sonnenverlaufs 

(astronomische Steuerung) oder der 

vom Sensor ermittelten Lichtverhältnisse 

werden die Module dann optimal 

zur Sonne ausgerichtet. 

Nachführung hat gleich 

zwei Vorteile 

Die Drehgeber der ACURO AR-Serie 

von Hengstler sind prädestiniert für 

den Einsatz in Stellantrieben für Photovoltaik-Module, 

da sie nach dem 

magnetischen Abtastprinzip arbeiten 

und daher verschleißfrei sind. Darüber 

hinaus bieten die Geber Auflösungen 

von bis zu 28 Bit (12 Bit Singleturn/16 

Bit Multiturn), einen weiten 

Temperaturbereich (–40 bis +100 °C) 

und können energieautark betrieben 

werden. Bei Agri PV-Anlagen, die 

meist weitab von Stromnetzen liegen, 

ist das ein großer Vorteil. Hengstler 

bietet die Encoder in verschiedenen 

Varianten an, die mit einer Bautiefe 

von lediglich 32 mm alle samt sehr 

kompakt sind. Sie haben sich bereits 

in der Vergangenheit in konventionellen 

Flächen-Photo voltaik-Anlagen 

bewährt, die dann vielfach von statischen 

Anlagen mit einem höheren 

Wirkungsgrad abgelöst wurden. 

Mit der Agri-Photovoltaik wird das 

Thema Nachführung bzw. Tracking 

wieder aktuell, denn mit seiner Hilfe 

kann nicht nur der Ertrag der Anlagen 

deutlich gesteigert werden. Die 

präzise Verstellung der PV-Module 

lässt sich auch gut nutzen, um z. B. 

die Farbbildung der Früchte im Apfelanbau 

gezielt zu steuern. 

Hengstler GmbH 

Abb. 4: Dank ihrer magnetischen Abtasttechnologie sind die Drehgeber der ACURO AR-Serie von Hengstler im Notfall auch unempfindlich 

gegen mechanische Überlastung. Sie eignen sich deshalb besonders für den Einsatz in abgelegenen Agri-Photovoltaikanlagen 

 





Unternehmen, die ihren Betriebsdruck von 6 auf 4 Bar senken, können die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit ihrer Anlagen grundlegend 

verbessern. 

Photo: GettyImages/YouraPechkin 

Steuerluftdruck senken 

GEA 4-Bar-Ventilantriebe ebnen den Weg 

zu 16 Prozent Energieeinsparung 

Für Lebensmittel- und Getränkehersteller, 

die einen strikten Nachhaltigkeitsfahrplan 

verfolgen, ist die 

Reduzierung des Energieverbrauchs 

und des CO 2 -Fußabdrucks Priorität 

geworden. Ein erheblicher Teil 

des Stromverbrauchs in der Fertigung 

entfällt auf Druckluft. Durch 

die Umstellung von dem vorherrschenden 

6-bar-Standard auf den 

effizienteren 4-bar-Druck könnten 

rund 16 Prozent dieses Strombedarfs 

eingespart werden. GEA ist 

der erste Anbieter, der diese Agenda 

mit einer kompletten Palette 

von 4-Bar-Antrieben für alle relevanten 

Ventiltypen und Aufgaben 

unterstützt und den Betreibern diesen 

kosteneffizienten, klimafreundlichen 

Wechsel ermöglicht. 

Luft zum Atmen kostet zwar nichts, 

doch die Druckluft in Prozessanlagen 

ist alles andere als gratis. 

In früheren Jahren ließ sich darüber 

leicht hinwegsehen, aber mit 

der zunehmenden Bedeutung des 

Kosten- und Klimafaktors Energie 

rückt auch die niedrige Effizienz der 

Drucklufterzeugung in den Fokus. 

Der prozentuale Anteil der Druckluft 

an den betrieblichen Energiekosten 

variiert von Branche zu Branche: 

Kunden von GEA schätzen ihn in 

der Lebensmittel- und Getränkeindustrie 

auf etwa zehn Prozent bis 

15 Prozent. Dies entspricht nicht selten 

einer finanziellen Belastung von 

mehreren 100.000 Euro pro Jahr für 

die Druckluftversorgung in einem 

einzigen Betrieb. 

Luftdruck senken: die 1-8er-Regel 

Technik- und Umweltorganisationen 

wie das Fraunhofer-Institut für 

Abb. 1: GEA startete die Initiative „4 ist das neue 6“: Sie macht auf den oft unnötig hohen 

Betriebsdruck in der Getränke- und Lebensmittelherstellung aufmerksam. Faustregel: Jedes eingesparte 

Bar führt zu etwa acht Prozent weniger Energieverbrauch in der Kompressorstation. 

 

Photo: GEA 

System- und Innovationsforschung 

sowie das Deutsche Umweltbundesamt 

haben die mangelnde Wirtschaftlichkeit 

von Druckluftanlagen 

ins Visier genommen und empfehlen 

Modernisierungen, mit denen 

signi fikante Einsparungen möglich 

sind – von der Installation energieeffizienterer 

Kompressoren über die 

Rückgewinnung von Kompressorwärme 

bis hin zu aufwendigen Programmen 

zur Detektion und Minimierung 

von Leckageverlusten. Besonders 

vielversprechend, da vergleichsweise 

einfach und dennoch effektiv, ist 

eine allgemeine Absenkung des Betriebsdrucks 

in der Druckluftanlage. 

Diese Maßnahme kann sowohl bei 

bestehenden als auch bei neu geplanten 

Anlagen durchgeführt werden. 

Laut einer Studie des Umweltbundesamtes 

führt jede Senkung um 

1 bar zu erzielbaren Einsparungen 

von etwa acht Prozent des Energieverbrauchs 

in der Kompressorstation. 

Das ergibt ein Einsparpotential 

von 16 Prozent der Kompressorenergie, 

wenn der Systemdruck von 6 bar 

auf 4 bar reduziert wird. 

Ein Faktor bei diesen Einsparungen 

ist, dass unvermeidliche 

Reibungs- und Leckageverluste im 

Leitungs system bei abgesenktem 

Druck geringer ausfallen. In Anlagen 

mittlerer Größe machen allein 

die Leckage verluste durchschnittlich 

etwa zehn Prozent des gesamten 

Druckluftvolumens aus. Diese 

Verluste verringern sich um etwa 

ein Achtel, wenn der Druck um 1 Bar 

gesenkt wird, sogar ohne jegliche 


61



Abb 2: Ein Wechsel lohnt: Moderne 4-Bar- 

Ventilantriebe sind mittlerweile ebenso zuverlässig 

und leitstungsstark wie die gängige 

6-Bar-Konfiguration. 

Optimierung an den Leitungen selbst. 

Weniger Druck und minimierte Verluste 

bedeuten auch ein geringeres 

Volumen an Luft, die vor der möglichen 

Berührung mit Lebensmittel- 

und Getränkeprodukten hygienisch 

aufbereitet werden muss. 

Faktencheck Getränkeanlage 

minus 2 Bar 

Was für Kosteneffekte ergeben sich 

aus einer Energieeinsparung von 

16 Prozent im Kompressorbetrieb? 

Ein praktisches Beispiel: Für eine Getränkeanlage 

in Deutschland, die 

jährlich 864.000 kWh für die Druckluftbereitstellung 

verbraucht, ergibt 

sich bei einer Senkung des Betriebsdrucks 

um 2 Bar eine mögliche Einsparung 

von 42.000 EUR. 

Pneumatische Prozessventile: 

Wieviel Steuerdruck ist notwendig? 

Pneumatisch angetriebene Prozessventile 

sind zentrale Bausteine automatisierter 

Verarbeitungsanlagen 

und ein Einsatzschwerpunkt 

für Druckluft im Lebensmittel- und 

Getränkebereich. Viele Hersteller haben 

ihre Anlagen mit einem hohen 

Sicherheits puffer auf 6 Bar ausgelegt. 

Dementsprechend sind auch die 

installierten Ventile mehrheitlich mit 

6-Bar-Antrieben konfiguriert, damit 

sie jederzeit verlässlich öffnen und 

schließen. In puncto Prozesssicherheit 

stehen allerdings 4-Bar-Anlagen 

den 6 Bar in nichts nach. Der hohe 

Druck ist heute weder energetisch 

noch technisch zu rechtfertigen. Moderne 

Ventiltechnik gewährleistet die 

sichere Funktion auch bei niedrigeren 

Werten, 4-Bar-Ventilantriebe bieten 

mittlerweile uneingeschränkte Leistung 

und Zuverlässigkeit. Sie erlaubt 

Unternehmen, optimale Effizienz und 

Energieeinsparungen erzielen, ohne 

die Effektivität ihrer automatisierten 

Prozesse zu beeinträchtigen. 

Wegbereiter für den Umstieg: 

4-Bar-Antriebe für sämtliche 

Einsatzpunkte 

Voraussetzung für die Einrichtung 

eines energieeffizienten 4-Bar-Druckluftsystems 

oder die entsprechende 

Modernisierung einer bestehenden 

Anlage ist, dass alle angeschlossenen 

Geräte mit entsprechenden 4-Bar-Antrieben 

ausgestattet werden können. 

Als erster Ventil anbieter bietet GEA 

diese Option für das gesamte modulare 

GEA VARIVENT ® -Ventilsystem mit 

Einsitz- und Doppelsitzventilen zur 

Abdeckung aller Absperr-, Umschalt- 

und Sonderfunktionen in hygienischen 

Prozessen sowie für sämtliche 

Scheibenventile im eigenen Portfolio 

an. Die 4-Bar-Ventil antriebe können 

je nach Situation an bestehenden 

Ventilen nachgerüstet oder in 

Beispielkalkulation Getränkeverarbeitender Betrieb (Deutschland) 

Energieverbrauch gesamt p. a.: 

7.200.000 kWh 

12% anteiliger Stromverbrauch für Drucklufterzeugung: 864.000 kWh 

Strompreis (Industrietarif Q3/2023): 

Anteilige Energiekosten p. a. für Drucklufterzeugung (ca.): 

Absenkung des Systemdrucks von 6 bar auf 4 bar 

16% eingesparte Kompressorenergie 

durch die Absenkung um 2 bar (ca.) 

Gesparte Energiekosten p. a. (ca.): 

0,30 EUR/kWh 

259.200 EUR 

140.000 kWh 

42.000 EUR 

neu geplante Ventile und Ventilknoten 

integriert werden. Sollte besondere 

Druckluftanwendungen im 

Prozess ablauf auf doch auf einen höheren 

Betriebsdruck von 5 Bar angewiesen 

sind, sind diese Betriebsdrücke 

zwischen 6 Bar and 4 Bar mit den 

Antriebs optionen von GEA weiterhin 

problemlos realisierbar. 

Für Hersteller aus der Lebensmittel- 

und Getränkeindustrie ist es mit 

der passenden Ventilkonfigurationen 

ein Leichtes, auf einen niedrigeren 

Betriebsdruck umzusteigen. Weil die 

weitere Druckluftsysteme wie zum 

Fördern oder Belüften von Zutaten, 

zum Befüllen und Entleeren von 

Tanks oder zur Druckluftstrahlreinigung 

erfordern meist Drücke sogar 

noch unter 4 Bar liegen, ergibt sich 

ein interessanter Nebeneffekt: Nach 

der Umstellung auf 4 Bar können diese 

Systeme wie zuvor von Kompressorstation 

versorgt werden, die auch 

die Ventilsteuerung übernimmt. 

Unternehmen, die ihren Betriebsdruck 

von 6 auf 4 Bar senken, können 

die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit 

ihrer Anlagen grundlegend 

verbessern. 

Referenzen 

I DEUTSCHE ENERGIE-AGENTUR, 

FRAUNHOFER ISI, VDMA, Druckluft 

effizient, Fakten zur Druckluft, Karlsruhe, 

2003 (PDF), S. 4. Ein Hauptgrund 

für die geringe Effizienz von 

Druckluftanlagen ist, dass der überwiegende 

Energieanteil als Wärme 

bei der Kompression verlorengeht. 

II Lebensmittel- und Getränkebetriebe 

in den USA wenden für die 

Drucklufterzeugung etwa 10 % der 

betrieblichen Elektrizitätskosten 

auf, laut BREWERS ASSOCIATION, 

Energy Usage, GHG Reduction, Efficiency 

and Load Management Manual, 

Boulder, Colorado/USA 2007 

(PDF), S. 6. 

III Vgl. UMWELTBUNDESAMT, Potenzialstudie 

Energie-/Kosteneinsparung 

in der Fluidtechnik, Abschlussbericht, 

Dessau-Roßlau, 2021 (PDF), 

and DEUTSCHE ENERGIE-AGENTUR 

(2003). 

IV UMWELTBUNDESAMT (2021), 

S. 64–65. 

V H.-J. MANGER, H. EVERS, Druckluft 

in der Brauerei, Berlin/Germany, 

2008, S. 13. 




Revolutionäre Sauerstoffimpulstechnologie für die Stahlerzeugung 

Vom Versuch zum großindustriellen Einsatz 

Abb. 1: Schwelgern 1 gehört zu den modernsten Hochöfen der Welt mit einer potentiellen Leistung von 10.000 t pro Tag. An den Blasformen 

wurden im Laufe des Projekts 40 SIP- Boxen (grau-blau im Bild) installiert, welche starke, diskontinuierliche Impulse mit technischem 

Sauerstoff in das Koksbett injizieren, um eine bestmögliche Tiefenwirkung zu erzielen. Photos 1-5: thyssenkrupp AT.PRO tec GmbH 

Die thyssenkrupp AT.PRO tec GmbH 

ist bekannt für die Entwicklung des 

Sequenz-Impuls-Prozesses. Zur Anwendung 

gekommen an Kupol öfen 

konnte er deren Wirtschaftlichkeit 

in der Vergangenheit deutlich steigern. 

In über 10 Jahren Entwicklungsarbeit 

mit Schubert & Salzer 

Control Systems als Partner gelang 

es Dr. Rainer Klock und dem Team 

der AT.PRO tec, die SIP-Technologie 

mithilfe von Gleitschieberventilen 

auch an Hochöfen zum Einsatz zu 

bringen – im Ergebnis werden so 

bis zu 100 kg CO 2 pro produzierter 

Tonne Roheisen eingespart. 

Die Geschichte des Hochofenprozesses 

ist eine lange Geschichte 

großer Innovationen und technischer 

Verbesserungen. Immer wieder gab 

es mutige Innovatoren die bereit 

waren, gängige Verfahren in Frage 

zu stellen, um den Herstellungsprozess 

von Roheisen weiter zu optimieren. 

So schaffte es Abraham Darby 

z. B. im 18. Jahrhundert Koks anstelle 

von Holzkohle einzusetzen, wodurch 

die Hochöfen deutlich größer und 

effizienter wurden. Im 19. Jahrhundert 

gelang Edward Alfred Cowper 

ein Innovationssprung bei den neu 

aufkommenden Winderhitzern. Die 

so genannten „Cowper“ sind heute 

Bestandteil jeder Hochofenanlage. 

Mit dem „Sequenz-Impuls- 

Prozess mit induzierten Stoßwellen“ 

erreicht der Hochofen nun die 

nächste Stufe der Evolution. Hinter 

dem SIP-Verfahren stehen die 

thyssenkrupp AT.PRO tec GmbH 

und der heutige Geschäftsführer Dr. 

Rainer Klock. Als Team entwickelten 

sie die Technologie über einen Zeitraum 

von mehr als 10 Jahren so weiter, 

dass ihr Einsatz am Hochofen 

überhaupt erst möglich wurde. Die 

Mitarbeiter von AT.PRO tec bündeln 

heute hoch spezialisiertes Expertenwissen 

aus Wissenschaft und 

Industrie zum Einsatz von Gasen in 

Schmelzprozessen. 

Der zugrundeliegende Gedanke 

des neuen Verfahrens ist es, die tiefer 

im Ofeninneren gelegenen Bereiche 

zu aktivieren. Bei der derzeitigen Verfahrenstechnik 

blockieren nicht vollständig 

reagierte Feinpartikel das 

Koksbett, wodurch die Gasströmung 

und die Hitze nicht tief genug in den 

Ofen eindringen können. Es entsteht 

ein Kegel aus Koks, der so genannte 

„Tote Mann“. 

Die Lösung: Starke, diskontinuierliche 

Impulse ermöglichen die 

notwendige Tiefenwirkung des technischen 

Sauerstoffs. Das kurzzeitige, 

lokale Überangebot an Sauerstoff 

ermöglicht eine vollständigere 

chemische Umsetzung der Feinpartikel 

– auch tief im Koksbett. Die 

mit den Impulsen einhergehenden 

Stoßwellen brechen Verkrustungen 

an dieser Stelle auf und vermischen 

den Inhalt durch starke Turbulenzen. 


63



Sie sorgen dadurch für eine gleichmäßigere 

Durchgasung und einen besseren 

Abfluss des flüssigen Metalls 

und der Schlacke. 

Phase 1: ASIPGO – 

Das Verbund-Forschungsprojekt 

von thyssenkrupp und der RWTH 

Aachen (2007–2011) 

Im kleineren Maßstab, an Kupolöfen, 

funktioniert die Technologie schon 

seit Jahren erfolgreich und ermöglicht 

eine deutliche Steigerung der 

Wirtschaftlichkeit. Der Einsatz an den 

erheblich größeren Hochöfen war jedoch 

noch vollkommen unerforscht. 

Als AT.PRO tec sich damit an 

die RWTH Aachen und das dort situierte 

Institut für Eisenhüttenkunde 

(IEHK) wandte, hatte Rainer Klock 

soeben seine Diplomarbeit fertiggestellt. 

Für das neue Forschungsprojekt, 

welches durch thyssenkrupp als 

Industriepartner unterstützt wurde, 

suchte die RWTH einen wissenschaftlichen 

Mitarbeiter. „Das war für mich 

die perfekte Gelegenheit. Nicht nur 

konnte ich sofort im Anschluss an 

mein Diplom die Doktorarbeit schreiben, 

das Projekt bot auch die Möglichkeit 

direkt an einem der größten 

Hoch öfen Europas zu arbeiten“, berichtet 

Dr. Klock später. „Das Projekt 

ASIPGO sollte über drei Jahre hinweg 

zwei Ziele verfolgen: erstens, den Einsatz 

des SIP-Verfahrens an Kupolöfen 

durch Automatisierung zu verbessern 

und zweitens den Einsatz des 

SIP-Verfahrens an Hochöfen zu ermöglichen.“ 

Abb. 3: Das SIP-Verfahren hat eine deutliche Effizienzsteigerung bei der Roheisenherstellung 

zur Folge, spart am Hochofen Schwelgern 1 jährlich mehrere Millionen Euro an Kosten und 

hat sich dadurch in weniger als 2 Betriebsjahren amortisiert. Die jährlichen CO 2 -Einsparungen 

belaufen sich auf weit über 100.000 t. 

Rainer Klock fokussierte sich im Rahmen 

seiner Doktorarbeit auf die Forschung 

für den Einsatz am Hochofen. 

Dabei wurden zunächst die physikalischen 

und chemischen Prozesse 

untersucht, die dem SIP-Verfahren 

an Kupolöfen zum Erfolg verhalfen. 

Die Forschergruppe, bestehend 

aus Mitarbeitern von thyssenkrupp 

AT.PRO tec, thyssenkrupp Steel 

Europe und der RWTH Aachen, 

wollte die Prozesse in der Wirbelzone 

eines Hochofens und wie diese 

durch Sauer stoffimpulse wahrscheinlich 

beeinflusst würden, genau verstehen, 

um die Technologie mit dem 

gesammelten Wissen vom Kupolofen 

auf den Hochofen übertragen 

zu können. 

Auf Basis dieser Erkenntnisse am 

IEHK wurde schließlich eine SIP-Versuchsanlage 

für Hochöfen konstruiert. 

Im Vergleich zur SIP-Anlage für 

Kupolöfen arbeitete man nun mit 

deutlich größeren Nennweiten und 

Drücken. Die Anlage musste daher 

angepasst und mit geeigneten Komponenten 

ausgestattet werden. Ein 

Hauptaugenmerk lag dabei auf den 

so genannten Pulsventilen. Diese 

mussten in der Lage sein, eine möglichst 

starke Stoßwelle zu erzeugen. 

Nach einer langen Untersuchungsreihe 

mit unterschiedlichen Ventiltypen 

konnte sich das Gleitschieberventil 

von Schubert & Salzer durchsetzen. 

Das Prinzip dieses Ventils ist faszinierend 

einfach: zwei aufeinander 

gleitende und gegeneinander dichtende 

Schlitzscheiben. Eine senkrecht 

zur Strömungsrichtung fixierte 

Dichtscheibe, auf der eine weitere, 

bewegliche Scheibe mit der gleichen 

Schlitzanordnung verschoben wird, 

wodurch sich der Durchflussquerschnitt 

verändert. Die anliegende 

Druckdifferenz presst die bewegliche 

Scheibe auf die feststehende Scheibe 

und trägt dadurch zur Dichtigkeit 

bei. Die durch dieses Prinzip erreichbaren, 

kurzen Öffnungszeiten und 

die Druckbeständigkeit bei großen 

Nennweiten waren letztendlich ausschlaggebend. 

Abb. 2: Die SIP-Boxen sind das Ergebnis jahrelanger Forschung und Entwicklung: Von den 

ersten Versuchen am Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen, über den Aufbau und 

die Optimierung eines Prototyps am Hochofen Schwelgern bis zur Errichtung der vollständigen 

SIP-Anlage während des laufenden Betriebs. 

Phase 2: Vom Versuch zum großindustriellen 

Einsatz (2011–2020) 

Die ersten Tests mit der SIP- 

Versuchsanlage am Hochofen 




Abb. 4: In enger Zusammenarbeit wurden verschiedene konstruktive Änderungen vorgenommen 

und anschließend in der Praxis erprobt, um das Gleitschieberventil 8040 an die Anforderungen 

der Anwendung anzupassen. 

Schwelgern 1 in Duisburg lieferten 

so vielversprechende Ergebnisse, 

dass thyssenkrupp Steel Europe sich 

entschloss, das Verfahren auch über 

das Forschungsprojekt hinaus weiterzuentwickeln. 

Mit seinen 13,6 m 

Gestell durchmesser, einer Gesamthöhe 

von ca. 110 m und einem inneren 

Volumen von 4.416 m 3 hat der 

Hochofen Schwelgern 1 eine potentielle 

Leistung von 10.000 t pro Tag. Die 

geschweißte Stahlkonstruktion, die 

im Inneren mit feuerfestem Material 

ausgekleidet ist und über einen geschlossenen 

Kühlwasserkreislauf verfügt, 

zählt zu den modernsten Hochöfen 

der Welt. Hier sollte Rainer Klock 

die Weiterentwicklung des SIP-Verfahrens 

als Betriebsingenieur leiten 

und wurde gen Sommer 2010 von 

thyssenkrupp Steel Europe unter Vertrag 

genommen. 

Einerseits musste auf Basis der 

SIP-Versuchsanlage nun ein industriell 

einsatzfähiger Prototyp entstehen. 

Andererseits ging es darum, diesen 

Prototypen weiter für den Prozess 

zu optimieren. „Um die Wirkung unseres 

Verfahrens weiter zu verbessern, 

begannen wir, uns den Stoßwellen 

zu widmen, die mit jedem Impuls 

einhergingen.“, erklärt Dr. Rainer 

Klock, inzwischen promoviert zum 

Doktor der Metallurgie. „Wir waren 

überzeugt, dass sie als Teil des SIP- 

Verfahrens einen wichtigen Beitrag 

zu dessen positiver Wirkung auf den 

Prozess leisteten. Mit stärkeren Stoßwellen 

wollten wir die Wirbelzone 

vergrößern und Verkrustungen im 

Koksbett aufbrechen, dadurch die 

Permeabilität erhöhen und in Folge 

dessen mit größeren Reaktionsoberflächen 

die Effizienz des Hochofenprozesses 

steigern.“ 

„Das Projektteam der AT.PRO tec 

setzte sich damals mit uns in Verbindung 

und erklärte uns, was 

sie vorhatten“, erzählt Marcel 

Mokosch, Technischer Vertrieb bei 

Schubert & Salzer Control Systems. 

„Zur Erzeugung von Impulsen mit 

noch stärkeren Stoßwellen, mussten 

die hohen Öffnungsgeschwindigkeiten 

noch weiter optimiert werden, 

um extrem kurze Öffnungszeiten zu 

erreichen. Grundsätzlich waren Gleitschieberventile 

für diese Anwendung 

die perfekte Wahl. Der typische Hub 

zwischen „offen“ und „geschlossen“ 

beträgt nur ca. 8 mm. Dieser kurze 

Hub geht mit sehr geringen bewegten 

Massen einher. Deshalb werden 

auch nur geringe Antriebskräfte 

benötigt, wodurch das Ventil letztlich 

sogar kompakter ist als die meisten 

anderen Ventiltypen.“ 

Nach diesem Gespräch lief die 

erste „SIP-Box“, der Prototyp der 

neuen Anlage, für einen Zeitraum 

von vier bis fünf Jahren im Dauerbetrieb 

und wurde dabei permanent 

weiter optimiert. Schritt für Schritt 

ist das eingesetzte Gleitschieberventil 

dabei über Jahre hinweg mit der 

Anlage und dem Prozess gereift. In 

enger Zusammenarbeit wurden verschiedene 

kons truktive Änderungen 

vorge nommen und anschließend in 

der Praxis erprobt, um das Ventil an 

die Anforderungen der Anwendung 

anzupassen. 

„Schließlich hatten wir es geschafft, 

das Ventil auf Rekord- 

Öffnungsgeschwindigkeiten von nur 

2 ms hin zu optimieren. Dadurch war 

es möglich, Impulse, die tief in das 

Koksbett reichen, mit wirklich starken 

Stoßwellen freizusetzen“, führt 

Marcel Mokosch aus. „Die extremen 

Schaltgeschwindigkeiten bei gleichzeitig 

hohen Drücken und hoher 

Schalthäufigkeit brachten das Ventil 

nun aber an seine Belastungsgrenzen. 

Diese Kombination an Anforderungen 

war damals wirklich eine 

Herausforderung für uns. Wir sahen 

darin aber auch eine große Chance 

für die Gleitschiebertechnologie, sich 


65



zu beweisen. Um unter den extremen 

Betriebsbedingungen für den Betreiber 

akzeptable Ventilstandzeiten 

zu erreichen, mussten die mechanischen 

Grenzen des Ventils durch 

konstruktive Änderungen erweitert 

werden. Ein Jahr Standzeit, also mehrere 

Millionen Schaltungen, war das 

erklärte Ziel.“ 

2015 war es schließlich so weit: 

thyssenkrupp Steel Europe und 

thyssenkrupp AT.PRO tec GmbH begannen 

mit der Entwicklung, Errichtung 

und dem Betrieb einer vollstän- 

Abb. 5: Einblick ins Innere einer SIP- 

Box: Zwei Gleitschieberventile vom Typ 

8040 wurden im Laufe der Jahre so 

weiterentwickelt, dass sie in der Lage sind, 

die benötigten Impulse mit starken Stoßwellen 

freizusetzen und eine Mindest- 

Standzeit von einem Jahr, also mehreren 

Millionen Schaltungen, aufweisen. 

digen Sauerstoffimpulsanlage am 

Hochofen 1 in Duisburg-Schwelgern. 

In den kommenden Jahren wurde 

die Optimierung der SIP-Boxen finalisiert. 

Im laufenden Betrieb wurden 

an den 40 Blasformen des Hochofens 

SIP-Vorrichtungen installiert. 

Erfolgreicher Projektabschluss 

Im Herbst 2020 wurde die SIP-Anlage 

schließlich fertig gestellt. 40 SIP- 

Boxen warteten auf ihren Einsatz. 

Über einen Zeitraum von mehreren 

Wochen wurden die Boxen Schritt für 

Schritt aktiviert. Die Auswirkungen 

auf den Prozess wurden dabei mit 

Spannung beobachtet. 

Das SIP-Verfahren hat sich am 

Hochofen Schwelgern 1 in weniger 

als 2 Betriebsjahren amortisiert und 

spart nun jährlich mehrere Millionen 

Euro an Kosten. Der Gesamtverbrauch 

an Reduktionsmitteln (Koks 

und Einblaskohle) konnte durch die 

Effizienzsteigerung signifikant gesenkt 

werden. Dies spiegeln auch 

die CO 2 -Einsparungen zwischen 50 

und 100 kg pro produzierter Tonne 

Roh eisen wider. Die jährlichen 

CO 2 -Einsparungen belaufen sich auf 

weit über 100.000 t. 

Für thyssenkrupp AT.PRO tec 

ist das ganze Projekt ein großer Erfolg: 

„Nach einjährigem Dauerbetrieb 

hat sich gezeigt, dass die Gleitschieberventile 

den extremen Einsatzbedingungen 

unserer Anwendung 

hervorragend gewachsen sind. Die 

langjährige, gemeinsame Entwicklungsarbeit 

mit Schubert & Salzer 

hat sich mehr als gelohnt. Einen so 

ausdauernden und zuverlässigen 

Entwicklungspartner zu finden, ist 

keine Selbstverständlichkeit“, erklärt 

Dr. Rainer Klock, heute Geschäftsführer 

der thyssenkrupp AT.PRO tec 

GmbH. „Eines unserer Zukunftsprojekte 

ist es nun, mit Hilfe eines 

Level 2 Automatisierungssystems, 

die SIP-Technologie und den Hochofenprozess 

direkt zu verlinken, um 

weiter führende und automatisierte 

Prozessoptimierungen zu ermöglichen. 

Zunächst wird es aber unser 

Ziel sein, der SIP-Technologie zum 

weltweiten Erfolg zu verhelfen.“ 

Als die Technologie zum ersten 

Mal voll einsatzfähig war, entschied 

Abb. 6: In über 10 Jahren Entwicklungsarbeit 

mit Schubert & Salzer als Partner 

gelang es Dr. Rainer Klock und dem Team 

der AT.PRO tec, die SIP-Technologie mithilfe 

von Gleitschieberventilen auch an Hochöfen 

zum Einsatz zu bringen. 

Photo: Schubert & Salzer Control Systems 

thyssenkrupp AT.PRO tec, dass die 

Partnerschaft mit einem der führenden 

Anbieter von Hochofenanlagen und 

-ausrüstungen hilfreich dabei wäre, 

dieses Ziel zu erreichen. Nach mehrmonatigen 

Verhandlungen wurde im 

August 2021 eine exklusive weltweite 

Marketing- und Vertriebsvereinbarung 

mit Primetals Technologies Ltd. unterzeichnet. 

„ Unser zuverlässiger Partner 

Primetals Technologies soll diese Technik 

weltweit vermarkten und auch anderen 

Stahlherstellern zugänglich 

machen“, schließt Dr. Rainer Klock. 

Weitere Informationen unter: 

www.controlsystems.schubert-salzer.com 


Unternehmen – Innovationen – Produkte 

Messereigen im September 2023 

Die diesjährige IAA wurde zwar in den einschlägigen automotiven 

Fachmedien als Erfolg gefeiert, bei genauer Betrachtung bot sie ein 

eher zwiespältiges Bild. Die Taktgeber der Automobilentwicklung 

kommen mit der Ausnahme Tesla inzwischen ausschließlich aus 

Asien, die deutsche Automobilindustrie zeigt nur wenig Konkretes 

und wirkt abgehängt. Die rollenden Blechberge offenbaren einen 

gewissen Hang zum hochpreisigen Gigantismus – und tragen somit 

zur Lösung innerstädtischer Mobilitätsprobleme nur wenig bei. 

Einige wenige Ausnahmen gab es dennoch. Immerhin zeigt sich die 

deutsche Forschung und Zulieferindustrie noch als weltweite Benchmark 

bei der Entwicklung effizienter Hochleistungselektromotoren, 

das beweist der Stuttgarter Hersteller Mahle. 

Der Traktionsmotor kann unbegrenzt lange mit hoher Leistung arbeiten. 

Möglich wurde dieser Technologiesprung durch ein neues Kühlkonzept. 

Erstaunlich die Preisentwicklung bei Pedelecs und den kennzeichenpflichtigen 

S-Pedelecs. Hier rissen einige Anbieter problemlos die 

10.000 Euro Grenze. Dafür gab es unlängst noch ganze Autos und 

richtige Motorräder. 

In Stuttgart zeigten die Aussteller auf Fachmesse hy-fcell den 

State-of-the-Art bei Brennstoffzellen. 3.059 Teilnehmer aus 35 Ländern 

und 171 Aussteller: Die starken Zahlen der am 14.9. zu Ende gegangenen 

hy-fcell Stuttgart zeigen die hohe Relevanz von Wasserstoffund 

Brennstoffzellen-Technologien im sich wandelnden Energiesektor. 

Die deutlich gestiegene Zahl der Aussteller schlug sich in einer Verdoppelung 

der Ausstellungsfläche und dem Umzug in die Mahle-Halle 

(Halle 4) nieder. Auch das umfassende Rahmenprogramm wurde sehr 

gut angenommen. Im Rahmen der mit mehr als 80 hochkarätigen Referenten 

besetzten Konferenz luden verschiedene Formate und Plattformen 

zum Wissenstransfer ein. In der Expo-Halle teilten Branchenkenner 

auf der hy-fcell Speaker‘s Corner ihre Expertise und boten 

Einblicke in innovative Anwendungen sowie Kooperationsmöglichkeiten. 

Den Abschluss machte die Hydrogen Technology Expo Europe 

zusammen mit der angeschlossenen Carbon Capture Technology 

Expo Europe in Bremen. Weit über 600 Aussteller zeigten sich auf 

der kurzfristig auf insgesamt vier Hallen ausgedehnten Ausstellungsfläche. 

Beherrschende Themen waren neben CO 2 -Speicher- und Abscheidetechnologien 

auch die Gewinnung, Transport und Speicherung 

von Wasserstoff. Einmal mehr war der Elefant im Raum jedoch 

das drohende PFAS-Verbot in der EU. Hier war mit einer einzigen Ausnahme 

vor allem bei den Trennmembran- und Dichtungsherstellern 

kein Plan B zu erkennen. 

Mit dem neuen Technologie-Baukasten für E-Motoren kombiniert MAHLE erstmals 

die Vorzüge seiner Benchmark-Produkte SCT- und MCT-E-Motor 

Die innovative integrierte Ölkühlung macht den E-Motor nicht nur 

robust, sondern ermöglicht gleichzeitig auch die Nutzung der entstehenden 

Abwärme im Gesamtsystem des Fahrzeugs. Der neue E-Motor 

ist unerreicht klein, leicht und effizient. Durch die extrem kompakte 

Bauweise ergibt sich gleichzeitig ein Materialkosten- und Gewichtsvorteil 

– ein leichterer Motor erfordert weniger Material bei der Herstellung 

und erhöht bei Nutzfahrzeugen gleichzeitig die mögliche Nutzlast. 

MAHLE Aftermarket GmbH 

Pragstraße 26 - 46 

70376 Stuttgart 

Tel +49 711 501-0 

www.mahle-aftermarket.com 

Leere Akkus einfach tauschen 

XEV präsentierte auf der IAA Mobility mit dem YOYO ein weiteres L7e 

Leichtelektromobil. Während ein deutscher Hersteller ein frappierend 

ähnliches Design unlängst zugunsten eines weiteren SUV einstellte, 

setzt der italienisch-chinesische Hersteller auf kompakte Abmessungen 

und wenig Gewicht. Ein Alleinstellungsmerkmal besitzt der YOYO 

Standfest dank Ölkühlung im Rotor 

MAHLE stellte auf der IAA den neuentwickelten Technologiebaukasten 

für E-Motoren vor, der die Vorteile seiner als Benchmark geltenden 

SCT- und MCT-E-Motoren kombiniert. Der „perfekte Motor“ 

vereint dauerhaft hohe Spitzenleistung, kontaktlose und damit verschleißfreie 

Leistungsübertragung, den Verzicht auf Seltene Erden in 

Form von Permanent magneten im Rotor sowie höchste Effizienz. Der 

MCT-E-Motor zeichnet sich durch eine hohe Haltbarkeit aus, denn die 

notwendige Übertragung der elektrischen Ströme zwischen den rotierenden 

und stationären Teilen im Inneren des Motors erfolgt kontaktlos 

und somit verschleißfrei. Deshalb ist der Motor wartungsfrei und 

für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Mit dem SCT-E-Motor 

hat MAHLE den derzeit ausdauerstärksten E-Motor im Programm. 



jedoch in seinem Tauschbatteriesystem, das der Hersteller aktuell in 

Italien mit Partner ENI ausrollt. An speziellen Stationen kann man die 

drei Akkupacks binnen drei Minuten durch frisch aufgeladene Exemplare 

ersetzen – normales Laden per Steckdose oder Wallbox ist in 3-4 

Stunden aber auch erledigt. Die Reichweite gibt XEV mit 150 Km an. 

Der Besitzer kann den YOYO mit individuell im 3D-Druck hergestellten 

Türpaneelen schnell individualisieren. Der E-Motor leistet bis zu 11 kW, 

damit erreicht das Auto bis zu 80 Km/h. Für Komfort und Sicherheit auf 

2,53 m Länge sorgen eine Klimaanlage, ein 10,25 Zoll großer Touchscreen 

mit Smartphone-Einbindung und eine Sicherheitszelle aus Stahl 

sowie das ABS mit Hillholderfunktion. 

XEV Trade Srl 

Via Martiri della Libertà, 414 

30173 Venezia, Italien 

www.xevcars.it 

Ländern in Europa, Lateinamerika und Südostasien aktiv. Das Unternehmen 

vertritt insgesamt 30 Automarken. 

Astara Mobility Deutschland GmbH 

Ferdinand-Porsche-Str. 1 

51149 Köln 

Tel +49 (0)8001003751 

info@microlino-mobility.de 

www.microlino-car.com 

H 2 

-Themen gewinnen weiter 

an Bedeutung: Die hy-fcell in 

Stuttgart wächst 

Bewährtes Konzept 

2015 startete die Entwicklung des Microlino, einem elektrischen Stadtauto, 

das die Vorzüge eines Motorrads mit denen eines Autos kombinieren 

soll. Inspiriert von den Kabinenrollern aus den 50er Jahren 

3.059 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus 35 Ländern und 171 Aussteller: 

Die stark gestiegenen Besucherzahlen der soeben zu Ende 

gegangenen hy-fcell Stuttgart (13.-14.09.) zeigen die hohe Relevanz 

von Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologien im sich wandelnden 

Energiesektor. „Klima- und Energiethemen sind in der öffentlichen 

Wahrnehmung stark in den Fokus gerückt, das wirkt sich auch positiv 

auf die hy-fcell aus“, sagt Roland Bleinroth, Geschäftsführer der Messe 

Stuttgart. „Deshalb war es uns wichtig, unser Kongress- und Rahmenprogramm 

konsequent weiter auszubauen und noch mehr relevante 

Themen zu ergänzen, die die Wasserstoff- und Brennstoffzellen- 

Community bewegen.“ Sichtbar wurde die Vergrößerung in der Verdoppelung 

der Ausstellungsfläche und dem Umzug in die Mahle-Halle 

(Halle 4). 

vereint der Microlino den Retrocharme der Wirtschaftswunderjahre 

mit urbaner Mobilität der Energiewendezeit. Mit bis zu 200 km Reichweite 

und modernem Design soll das Fahrzeug ideal für die tägliche 

Alltagsstrecke sein. Dabei ist er ein Kind der Moderne: Mit Infinity- 

Led-Lichtleisten, Tastschaltern für die elektrische Türe bis hin zu einem 

mit veganem Leder überzogenen Lenkrad will das 12,5 KW starke L7e 

Leichtmobil bei Kaufinteressenten punkten. Im Gegensatz zu vielen 

Sparmobilen verfügt der bis zu 90 Km/h schnelle Microlino auch über 

eine Heizung. Die breite Spur der Hinterachse soll entsprechende 

Fahrsicherheit auch in Kurven bieten. Für den Vertrieb und Service in 

Deutschland der inzwischen angelaufenen Serienfertigung konnte die 

Microlino AG die spanische Astara-Gruppe gewinnen. Astara ist in 19 

Politik unterstreicht bedeutende Rolle der hy-fcell 

Die Menge und der Facettenreichtum der Themen zeigten, wie sehr 

die Branche in Bewegung ist, und welche entscheidende Rolle Wasserstoff- 

und Brennstoffzellen-Technologien bei der Energiewende spielen. 

Winfried Kretschmann, Ministerpräsident von Baden-Württemberg, 

hat aus diesem Grund die Schirmherrschaft für die hy-fcell 2023 

übernommen. „Grüne Technologien wie Wasserstoff und Brennstoffzellen 

sind ein wichtiger Schlüssel, um unsere Wirtschaft in Zukunft 

ökologisch und nachhaltig zu gestalten und den fortschreitenden 

68 



Klimawandel auf diesem Weg zu bremsen“, sagte er in seinem Grußwort 

an die Besucher. „Als einer der wichtigsten Branchentreffpunkte 

trägt die Fachmesse hy-fcell maßgeblich dazu bei, Baden-Württemberg 

als internationalen Standort für nachhaltige Technologien zu stärken 

und Zukunftsprojekte auf den Weg zu bringen.“ 

Dr. Patrick Rapp, Staatssekretär im Ministerium für Wirtschaft, 

Arbeit und Tourismus, sagte im Rahmen seines Besuchs auf der 

hy-fcell: „Die hy-fcell ist eine hervorragende Plattform für Diskussionen 

und die Vernetzung der Akteure der Wasserstoff- und Brennstoffzellenbranche. 

Die immensen Wirtschaftspotentiale, die sich aus dem 

Hochlauf der Wasserstoffwirtschaft ergeben, gilt es zu nutzen – unsere 

hoch innovativen Unternehmen und wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen 

sind darauf vorbereitet. Das verdeutlicht die heutige 

Messe auf besondere Weise.“ 

Die Smart H2 Energy Plattform 

Eine Revolution in der Gebäudeenergieversorgung 

Mit einer CO 2 -freien und autarken Energieversorgung auf Wasserstoffbasis 

stellt Cosber die Energieversorgung von Gebäuden auf 

den Kopf. 

Die SMART H 2 Energy Platform ist ein komplettes System, das die 

Energie versorgung von Gebäuden radikal transformiert. Sie versorgt 

Wohn- und Gewerbeimmobilien sicher und dezentral rund um die 

Uhr, 365 Tage im Jahr, mit CO 2 -freier Energie. Dies wird durch die intelligente 

Kombination von erneuerbaren Energien als Energiequelle 

und grünem Wasserstoff als Energiespeicher ermöglicht. Überschüssige 

Energie, die an sonnigen Sommertagen von Photovoltaikanlagen 

erzeugt wird, wird als grüner Wasserstoff gespeichert und in den dunklen 

Wintermonaten zur Strom- und Wärmeversorgung genutzt. 

Großes Interesse an Networking und fachlichem Austausch 

Nicht nur die Fachausstellung der hy-fcell stieß auf reges Interesse, auch 

das umfassende Rahmenprogramm wurde sehr gut angenommen. 

Während beider Messetage boten die ganztägig parallel laufenden 

Vorträge Wissenswertes rund um den Wasserstoff, von der optimalen 

Ausformung von Bipolarplatten bis zur Diskussion über PFAS-Kunststoffe 

als unverzichtbare Dichtmittel. Den Auftakt bildete der Kickoff 

im Wirtshaus Garbe, das bereits am Vortag die Chance für Networking 

und den Austausch mit Branchenkollegen bot. Während der Messetage 

unterstützten das B2B-Matchmaking und die Networking-Night 

das Knüpfen neuer Kontakte sowie das Vertiefen von Gesprächen. Die 

Förderung von Nachwuchsunternehmen war ein Schwerpunkt, dem 

mit einer erweiterten Start-up-Area und dem Innovations preis hy-fcell 

Award Rechnung getragen wurde. Darüber hinaus brachte der Career 

Compass Stellenanbieter und Jobsuchende zusammen. 

Im Rahmen der mit mehr als 80 hochkarätigen Referenten besetzten 

Konferenz luden verschiedene Formate und Plattformen zum Wissenstransfer 

ein. In der Expo-Halle teilten Branchenkenner auf der 

hy-fcell Speaker‘s Corner ihre Expertise und boten Einblicke in innovative 

Anwendungen sowie Kooperationsmöglichkeiten. Ein neues Highlight 

in diesem Jahr waren die im Anschluss durchgeführten hy-fcell 

Technical Tours. Sie ermöglichen einen exklusiven Blick hinter die Kulissen 

namhafter Unternehmen in der Region Stuttgart. 

Die nächste hy-fcell in Stuttgart findet vom 8. bis 9. Oktober 2024 

statt. Die hy-fcell bringt weltweit die Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Community 

zusammen – hy-fcell China (26. bis 28. Oktober 2023 

in Shanghai), hy-fcell Saudi Arabia (16. bis 17. Januar 2024) und hy-fcell 

Canada (17. bis 19. Juni 2024). 

Weitere Informationen unter www.hy-fcell.com/worldwide 

Dieses Gesamtsystem basiert auf den neuesten Technologien zur 

Wasserstoffproduktion, Speicherung und Umwandlung in Strom. Es 

wird ergänzt durch Lösungen zur möglichst effizienten und CO 2 -freien 

Gewinnung und Nutzung von Strom, darunter Photovoltaikanlagen, 

Wärmepumpen und Lithium-Ionen-Batteriespeicher. Das Herzstück 

dieses Systems ist der Cosber Hydrogen Power Cube (HPC). Der 

HPC wandelt überschüssigen Strom der Photovoltaikanlage oder einer 

anderen regenerativen Energiequelle durch Elektrolyse in Wasserstoff 

um, komprimiert und speichert ihn, um ihn dann bei Bedarf über 

Brennstoffzellen in Strom und Wärme zurückzuwandeln. 

Der modulare Aufbau des HPC spiegelt sich in seiner Aufteilung 

in drei weitgehend autonome Einheiten wider: Die ESS-Einheit, die 

Wasserstoffproduktions- und Umwandlungseinheit sowie die Wasserstoffspeichereinheit. 

Die Stärke des HPC liegt in der optimierten und 

koordinierten Kombination dieser drei Einheiten. Ein integriertes Steuerungssystem 

ermöglicht die Kommunikation zwischen allen Einheiten 

und koordiniert ihren Betrieb optimal. 

Die ESS-Einheit des HPC besteht aus einem Hybrid-Wechselrichter 

mit zwei MPP-Trackern und einem Lithium-Batteriespeicher mit einer 

Kapazität von bis zu 30 kWh, der einfach erweitert oder reduziert werden 

kann. Sie deckt den täglichen und kurzfristigen Strombedarf des 

Hauses. Die Wasserstoffproduktions- und Umwandlungseinheit ent- 



hält einen AEM-Elektrolyseur mit integrierter Wasseraufbereitungsanlage 

und eine wassergekühlte PEM-Brennstoffzelle mit einer Leistung 

von 11 kW und Bipolarplatten. Die Wasserstoffspeichereinheit 

umfasst einen Kompressor zur Verdichtung des Wasserstoffs auf 

350 bar, eine Puffereinheit und mehrere Wasserstofftanks mit einer 

Kapazität von jeweils 110 Litern. 

Eine weitere Stärke der Smart H 2 Energy Plattform besteht darin, 

dass Synergien zwischen den einzelnen Teilen genutzt werden können, 

um die Effizienz des Gesamtsystems zu steigern. Insbesondere 

die Integration von Erd- oder Wasserwärmepumpen ist äußerst vorteilhaft. 

Das von der wassergekühlten Brennstoffzelle erzeugte heiße 

Wasser während der Umwandlung von Wasserstoff in Elektrizität kann 

verwendet werden, um die Effizienz der Wärmepumpe zu steigern. Da 

der Großteil der Umwandlung von Wasserstoff in Elektrizität in den 

kälteren Monaten des Jahres stattfindet, ergänzen sich das HPC und 

eine Erd- oder Wasserwärmepumpe perfekt. 

Die Smart H 2 Energy Platform erweist sich als die ideale Wahl für 

Immobilienbesitzer, die ihr Gebäude nicht nur effizienter, sondern 

auch umweltfreundlicher und autonomer betreiben möchten. Ihr 

modularer Aufbau und ihre ganzheitliche Ausrichtung machen sie zur 

perfekten Lösung für eine breite Palette von Gebäuden, angefangen 

bei Einfamilienhäusern bis hin zu Gewerbeimmobilien unterschiedlichster 

Art und Größe. 

Diese innovative Plattform bietet Gebäudebesitzern die Möglichkeit, 

ihre Energieversorgung grundlegend zu überdenken und auf eine 

nachhaltige, CO 2 -freie und unabhängige Basis zu stellen. Dank ihres 

modularen Aufbaus kann Cosber Gebäudeeigentümern maßgeschneiderte 

Lösungen erstellen, die genau auf das Anforderungsprofil ihres 

Gebäudes zugeschnitten sind. Kurz gesagt, mit der Smart H 2 Energy 

Platform können Gebäudebesitzer eine nachhaltige Energiezukunft für 

ihre Immobilien gestalten, unabhängig von deren Art oder Größe. 

COSBER Technology Co., Ltd. ist ein renommierter Hersteller von 

Fahrzeugprüftechnik und ganzheitlichen Wasserstofflösungen. Seit 

der Gründung im Jahr 1999 hat sich die Firma zu einem innovativen 

High-Tech-Unternehmen mit globaler Präsenz entwickelt. Mit über 

zwei Jahrzehnten Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung hochwertiger 

und präziser Messtechnik bietet Cosber den Kunden innovative 

Spitzenprodukte. Die internationalen Aktivitäten erstrecken sich 

auf mehr als 50 Länder, mit Niederlassungen und Produktionsstätten 

in China und Deutschland. Das 300-köpfige Team bei COSBER arbeitet 

täglich daran, die Kunden mit effizienten und innovativen Lösungen im 

Bereich Fahrzeugprüftechnik und Wasserstoff zu bedienen. 

Cosber GmbH 

Lise-Meitner-Str. 3 

82152 Krailling bei München 

Tel +49 89 2620766-00 

www.cosber.de 

Leise und effiziente Vakuumpumpen 

Die Scrollpumpen der Serie HiScroll Pfeiffer Vacuum sparen mehr 

als 50 % Energie im Vergleich zu herkömmlichen Vakuumpumpen 

Die HiScroll Serie von Pfeiffer Vacuum besteht aus drei trockenen 

Scrollpumpen mit einem nominellen Saugvermögen von 6–20 m 3 /h. 

Die Pumpen zeichnen sich durch ihre hohe Leistung beim Evakuieren 

gegen Atmosphäre aus. Ihre leistungsstarken IPM)-Synchronmotoren 

mit sensorloser INFORM ® -Steuerung) erzielen einen bis zu 15% 

höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu konventionellen Antrieben. 

Dies ermöglicht höchste Leistung bei geringer Betriebs temperatur und 

hilft Stromkosten zu sparen. 

Geringste Geräuschemission auf dem Markt 

Die HiScroll-Pumpen sind mit


in der Pumpe, verlängert die Wartungszyklen und reduziert den Stromverbrauch 

sowie den CO 2 -Fußabdruck der HiScroll. 

Pfeiffer Vacuum GmbH 

Berliner Straße 43 

35614 Asslar 

Tel +49 6441 802-0 

info@pfeiffer-vacuum.de 

www.pfeiffer-vacuum.com 

Umweltfreundlicher LKW-Antrieb 

Auf der hy-fcell präsentierte cellcentric, das 50:50 Brennstoff zellen Joint 

Venture der Daimler Truck AG und der Volvo Group, seine jüngste Innovation 

auf dem Weg zur Brennstoffzellenserienproduktion. Zahlreiche 

Fachbesucher informierten sich am Messestand über das Brennstoffzellensystem 

BZA150 im verbessertem Design. Die neue Generation 

soll vorrangig in schweren Nutzfahrzeugen zum Einsatz kommen und 

so emissionsfreien Langstreckentransport ermöglichen. In den Langstrecken-LKW 

werden künftig jeweils zwei der neu entwickelten Aggregate 

mit in Summe 300 kW Nettoleistung zum Einsatz kommen 

(Twin-System). Sie werden anstelle des konventionellen Antriebstrangs 

verbaut. Jede Einheit verfügt über eine Nettoleistung von 150 kW, die 

Spannungslage beträgt zwischen 650-850 VDC und wiegt rund 230 kg. 

Die Lebensdauer liegt nach Firmenangaben bei zirka 25.000 Betriebsstunden. 

„Unsere Neuentwicklung belegt eindrucksvoll, welches Potential in 

der Brennstoffzellen-Technologie steckt“, so Dr. Matthias Jurytko, CEO 

bei der cellcentric GmbH & Co. KG. “Schließlich haben wir innerhalb nur 

einer Generation die Nettoleistung um 36 Prozent erhöhen und das 

Gewicht gleichzeitig um acht Prozent reduzieren können. Noch entscheidender 

ist jedoch die verbesserte Lebensdauer, die nun der eines 

konventionellen Dieselaggregats im Langstrecken-Einsatz entspricht.“ 

Cellcentric unterstreicht damit seine Industrialisierungskompetenz. 

Bei entscheidenden Technologiekomponenten entwickelt das 

Unternehmen eine völlig neue Generation von Brennstoffzellen- 

Jeweils zwei dieser Brennstoffzellen-Aggregate sollen bei LKW für den nötigen Vortrieb 

auf langen Strecken sorgen. 

systemen, die den komplexen und speziellen Anforderungen der Nutzfahrzeuge 

im schweren Langstrecken- und Schwerlastbereich gerecht 

werden. Die Brennstoffzellensysteme ermöglichen hohe Ladevolumina 

und Nutzlasten sowie die erforderliche Langstreckenfähigkeit und 

Flexibilität. Sie halten LKW in Bewegung, wenn keine Zeit zum Aufladen 

bleibt. Das prädestiniert sie perfekt für lange Strecken und schwere 

Lasten, besonders für entlegene Teile der Welt, in denen die Lademöglichkeiten 

oft begrenzt sind. 

cellcentric GmbH & Co. KG 

Neue Str. 95 

Industriepark Nabern 

73230 Kirchheim/Teck-Nabern 

contact@cellcentric.net 

www.cellcentric.net 

Inserentenverzeichnis 


Easyfairs Deutschland GmbH 

Titelseite 

2. Umschlagseite 

Hammelmann GmbH Seite 33 

Deutsche Messe AG 

3. Umschlagseite 

IVS – Industrial Valve Summit Seite 37 

NETSCH Pumpen & Systeme GmbH Seite 11 

SEW-EURODRIVE GmbH & Co. KG Seite 5 

sps mesago Messe Frankfurt GmbH Seite 41 


Markenzeichenregister 


Reherweg 28 

31855 Aerzen 

Tel.: +49 (0)5154 81-0 

Fax: +49 (0)5154 81-9191 

info@aerzen.com 


Drehkolbengebläse 

Drehkolbenverdichter 

Schraubenkompressoren 

Turbogebläse 

Drehkolbengaszähler 

Messebeteiligungen finden 

Sie auf unserer Homepage 


Hammelmann GmbH 

Carl-Zeiss-Str. 6-8 

59302 Oelde 

Tel.: +49 (0)2522 76-0 

Fax: +49 (0)2522 76-140 

mail@hammelmann.de 

www.hammelmann.de 

Hochdruck-Plungerpumpen 

Prozesspumpen 

Kanalspülpumpen 

Bergbaupumpen 

Heißwassergeräte 

Betriebsdrücke: bis 4000 bar 

Fördermengen: bis 3000 l/min 

Anwendungssysteme zum Reinigen, Abtragen, 

Schneiden, Entschichten, Entkernen, Entgraten mit 

Hochdruckwasser 

Weltweite Messebeteiligungen, 

aktuelle Termine unter: 

www.hammelmann.de 

Wir freuen uns auf Ihren Besuch! 

Lutz Pumpen GmbH 

Erlenstr. 5-7 

97877 Wertheim 

Tel.: +49 (0)9342 879-0 

info@lutz-pumpen.de 

www.lutz-pumpen.de 

Lutz Pumpen GmbH ist ein führender Hersteller 

für Industriepumpen mit dem Fokus auf 

Arbeitssicherheit und höchsten Ansprüchen. 

Das Sortiment umfasst Fasspumpen, 

Containerpumpen, Druckluft-Membranpumpen, 

Durchflussmesser, Kreiselpumpen sowie 

Systemlösungen. 

Aktuelle Messetermine finden Sie auf 

unserer Webseite: 

www.lutz-pumpen.de 

NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH 

Geretsrieder Str. 1 

D-84478 Waldkraiburg 

Tel.: +49 (0)8638 63-0 

info.nps@netzsch.com 

www.pumps-systems.netzsch.com/de 

NETZSCH vertreibt rotierende Verdrängerpumpen 

weltweit. Das Produktspektrum rangiert 

von kleinsten Industrie-Dosierpumpen 

bis hin zu Großpumpen für den Öl- und 

Gas-Bereich oder den Bergbau. NETZSCH 

bietet NEMO ® Exzenterschneckenpumpen, 

TORNADO ® Drehkolbenpumpen, NOTOS ® 

Schraubenspindelpumpen, PERIPRO ® 

Schlauchpumpen, Zerkleinerer, Dosiertechnik und 

Behälterentleerungen, Zubehör und Service. 

Aktuelle Messetermine unter: 

https://pumps-systems.netzsch.com/ 

de/veranstaltungen 

SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG 

Ernst-Blickle-Str. 42 

D-76646 Bruchsal 

Tel.: +49 (0)7251 75-0 

Fax: +49 (0)7251 75-1970 

sew@sew-eurodrive.de 

www.sew-eurodrive.de 

SEW-EURODRIVE ist ein internationaler Marktführer 

der Antriebstechnik und -automatisierung. Das 

inhabergeführte Unternehmen wurde 1931 in 

Bruchsal gegründet. Mit über 19.000 Beschäftigten in 

52 Ländern erwirtschaftete es im Geschäftsjahr 2021 

3,1 Milliarden Euro Umsatz. 

SEW-EURODRIVE bewegt unzählige Prozesse, 

Anlagen und Maschinen in vielen Branchen 

der Produktions- und Prozessindustrie. Das 

Antriebsspektrum erstreckt sich von schnell, 

dynamisch und hochpräzise bis zu sehr groß 

und drehmomentstark. 

Aktuelle Messehinweise finden Sie 

auf unserer Website: 

www.sew-eurodrive.de/messen 

URACA GmbH & Co. KG 

Sirchinger Str. 15 

72574 Bad Urach 

Tel.: +49 (0)7125 133-0 

Fax: +49 (0)7125 133-202 

info@uraca.de 

www.uraca.de 

URACA konstruiert und fertigt Hochdruck- 

Plungerpumpen und -Pumpenaggregate sowie 

komplexe Reinigungsanlagen für zufriedene Kunden 

in aller Welt. 

• Hochdruck-Plungerpumpen bis 3.500 kW/3.000 bar 

• Kanalspülpumpen 

• Hochdruck-Pumpenaggregate für Industrie und 

Reinigung, für heiße und kalten Medien 

• Werkzeuge und Zubehör 

• Hochdruck-Wasserstrahl-Anlagen 

• Druckprüfpumpen 

Aktuelle Messehinweise finden Sie 

auf unserer Website: 

www.uraca.de 

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22 – 26 April 2024 Hannover, Germany 

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Dr. Harnisch Verlags GmbH 

Eschenstraße 25 

90441 Nürnberg 

Telefon +49 (0) 911 2018-0 

Fax +49 (0) 911 2018-100 

E-Mail get@harnisch.com 

Internet www.harnisch.com 

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