GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES DE 2/25
„GET – GREEN EFFICIENT TECHNOLOGIES“ ist die neue unabhängige Medienplattform für Energieversorgung, Effizienzsteigerung und alternative Energieträger und -speicher.
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<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
<strong>DE</strong> 2/<strong>25</strong><br />
Wasserstoff und Prozesstechnik<br />
Energie- und Wärmenetzwerke<br />
Speichertechnik<br />
Kreislaufwirtschaft Ressourcen Logistik<br />
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Editorial<br />
Elektrohenne zerbricht Wasserstoff-Ei<br />
Die deutsche Variante der Energiewende zerschellt gerade an der internationalen Realität. Hierzulande wird zumindest<br />
in den Sommermonaten ein EE-Produktionsrekord nach dem anderen publikumswirksam geknackt, und der (20<strong>25</strong><br />
bisher geschrumpfte) Windenergieertrag vom Fraunhofer ISE zumindest medial positiv verkauft. Doch kein Mitglied der<br />
restlichen G7, geschweige denn der BRICS-Staaten folgt dem von Deutschland auf Geheiß der EU eingeschlagenen Pfad<br />
zu Net Zero.<br />
Ein erster deutlicher Warnschuss kam in diesem Frühjahr aus Spanien. Der Blackout vom 28.4. offenbarte eindrücklich,<br />
dass Stromnetze mit den zahllosen ungeregelten Einspeisern von heute nicht mehr mit den Regelungsstrategien von<br />
gestern beherrschbar sind. Frequenzstabilisierende Rotationsmassen lassen sich zwar durch netzbildende Wechselrichter<br />
in BESS theoretisch ersetzen, doch das dürfte ebenfalls einen gewaltigen Synchronisationsaufwand erfordern. Bis<br />
dahin müssen sich die Netzbetreiber und deren Ingenieure mit zum Teil auch völlig neuen Problemen wie „nichtlineare<br />
Dynamiken“ und „harmonischen Interaktionen“ durch Oberschwingungen von netzfolgenden Wechsel richtern auseinandersetzen.<br />
Zur Ursachenforschung des Blackouts ist <strong>–</strong> jedenfalls nach Meinung vieler Experten <strong>–</strong> der inzwischen<br />
von Spaniens Umweltministerin und Vizeregierungschefin Sara Aagesen herausgegebene Bericht nur wenig hilfreich.<br />
Das lässt sich auch an den zahllosen Kommentaren mehr oder weniger bewanderter Hobbyexperten in den sozialen<br />
Netzwerken festmachen, die <strong>–</strong> je nach politischer Überzeugung <strong>–</strong> diametral entgegengesetzte Ursachen herauslesen.<br />
Bedenklicherweise scheint der Netzbetreiber Red Eléctrica selbst zu den Unwissenden zu gehören.<br />
Etwas mehr wissen niederländische Bürgermeister über das heimische Stromnetz. Leider nichts Gutes. Die inzwischen<br />
mehr als zwei Millionen Hausdach-PV-Anlagen können den Umstieg von Gas auf Strom nicht substituieren, der Mangel<br />
an tausenden Umspannwerken und den zur Installation nötigen Facharbeitern zeigt sich mittlerweile in zeitlichen<br />
Leistungsbezugseinschränkungen für Firmen und langen Wartezeiten für Stromanschlüsse.<br />
Das könnte auch Deutschland blühen, Amprion-Chef Christoph Müller dürfte den hässlichen Begriff „kontrollierte<br />
Lastabschaltung“ in einem Interview vom 3.9.20<strong>25</strong> mit der FAZ nicht grundlos geäußert haben. Daher setzen viele<br />
Firmen inzwischen schon auf hauseigene PV und Speicherlösungen <strong>–</strong> ganz wie zur Frühzeit der Industrialisierung im<br />
19. Jahrhundert.<br />
Steigender Strombedarf<br />
Auch wenn durch eine immer rasantere Verlagerung von energieintensiven Fabrikationsprozessen ins kostengünstigere<br />
Ausland und Firmenpleiten der Energieverbrauch Deutschlands derzeit eher stagniert, deutet sich doch<br />
eine rasante Steigerung des Strombedarfs an. Im Verkehrssektor hat die Akku-E-Mobilität gewonnen <strong>–</strong> wasserstoffelektrische<br />
Antriebe konnten sich nicht durchsetzen. Das zeigt auch die sich beschleunigende Schließung von Wasserstofftankstellen<br />
mangels Nachfrage. Zwar steigt die verkaufte Treibstoffmenge beim Wasserstofftankstellenplatzhirsch<br />
H 2 MOBILITY Deutschland kontinuierlich an, ein auskömmliches Geschäftsmodell dürfte mit den monatlichen Mengen<br />
in zweistelligen Tonnenbereich aber nicht zu realisieren sein.<br />
Daran dürfte auch die bisherige, betont elektrische Ausrichtung des BWMK unter Habeck nicht ganz unschuldig sein <strong>–</strong><br />
Stichwort flächendeckendes Schnellladenetz entlang der Autobahnen. Immerhin hat jetzt die Nachfolgebehörde BMWE<br />
einen Entwurf für ein Wasserstoffbeschleunigungsgesetz vorgelegt. Ziel ist es, Genehmigungsverfahren für Wasserstoffinfrastruktur<br />
über die gesamte Lieferkette zu vereinfachen und zu beschleunigen. Ob eine mögliche Einstufung<br />
von Wasserstoffinfrastruktur als „im überragenden öffentlichen Interesse“ allerdings reicht, um das von der staatlichen<br />
Henne zermanschte Ei wieder erfolgreich weiter zu bebrüten, wird die Zeit zeigen.<br />
Für die Umwelt und eine erfolgreiche Energiewende dürfte das zu knapp werden.<br />
Ottmar Holz<br />
Redakteur<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
3
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong><br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Titel<br />
Zukunftsweisender Schlammtransport<br />
für die Abwasserbehandlung<br />
Weltweit mehr Leistung, Effizienz und Nachhaltigkeit erreichen<br />
Weltweit stehen Abwasserbetriebe vor einer gemeinsamen Herausforderung:<br />
Wie lässt sich dickflüssiger, entwässerter Schlamm zuverlässig, wirtschaftlich<br />
und nachhaltig transportieren? Traditionelle Systeme wie Kolbenpumpen oder<br />
Schneckenförderer waren lange Standard, verursachen jedoch hohen Energieverbrauch,<br />
aufwendige Wartung und komplexe Betriebsabläufe. Angesichts<br />
von Nachhaltigkeitszielen und knappen Budgets suchen Wasserbetriebe zunehmend<br />
nach intelligenteren Alternativen.<br />
Inhalt<br />
Editorial<br />
Elektrohenne zerbricht Wassterstoff-Ei 3<br />
Titelgeschichte<br />
Zukunftsweisender Schlammtransport für die Abwasserbehandlung 6<br />
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Wärmewende aus dem Speichertank 10<br />
Treibende Kräfte im Biogasbetrieb 13<br />
CO 2 -Verflüssigung <strong>–</strong> Nachhaltigkeit durch moderne Gastechnologie 16<br />
Drahtgewebe als Schlüssel zur Kostensenkung in der Wasserstoffproduktion 18<br />
Ventile im Sondermaschinenbau 22<br />
Der sichere Weg für Wasserstoff - mit dem MEGC-Container 24<br />
Energierückgewinnung<br />
Hoch hinaus mit Bergzeit 26<br />
Energiesparend heizen<br />
Software als Schlüssel zur Wärmepumpe 29<br />
Grüne Fernwärme für Gießen 33<br />
Energiesparend produzieren<br />
Auf dem Weg zum energieautarken Industriestandort 37<br />
Weil jede Kilowattstunde zählt 41<br />
Schonende Entfeuchtung bei voller Energieeffizienz 44<br />
Gummiverschleiß und grüne Innovation: 47<br />
Auf dem Weg zur nachhaltigen Mobilität<br />
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte 53<br />
Inserentenverzeichnis 57<br />
Markenzeichenregister 58<br />
Impressum<br />
Herausgeber<br />
Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
©<br />
20<strong>25</strong>, Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
Inhaltliche Koordination<br />
Ottmar Holz<br />
Silke Watkins<br />
Verlag und Leserservice<br />
Dr. Harnisch Verlags GmbH<br />
Eschenstraße <strong>25</strong><br />
90441 Nürnberg<br />
Tel 0911 2018-0<br />
Fax 0911 2018-100<br />
E-Mail get@harnisch.com<br />
www.harnisch.com<br />
Irrtum vorbehalten<br />
Nachdruck und fotomechanische<br />
Vervielfältigung, auch auszugsweise,<br />
nur mit schriftlicher Genehmigung<br />
des Herausgebers<br />
Redaktion<br />
Ottmar Holz<br />
Silke Watkins<br />
Anzeigen/Markenzeichenregister<br />
Silke Watkins/Matti Schneider<br />
Technische Leitung<br />
Armin König<br />
Druck<br />
AKONTEXT s.r.o.<br />
Prag/Tschechien<br />
www.akontext.cz<br />
ISSN 2752-2040<br />
4<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Save the Date
Titelgeschichte<br />
Zukunftsweisender Schlammtransport für die<br />
Abwasserbehandlung<br />
Weltweit mehr Leistung, Effizienz und Nachhaltigkeit erreichen<br />
Kläranlage Hetlingen, nordwestlich von Hamburg, aus der Vogelperspektive direkt an der Elbe.<br />
Bild: SEEPEX<br />
Weltweit stehen Abwasserbetriebe<br />
vor einer gemeinsamen Herausforderung:<br />
Wie lässt sich dickflüssiger,<br />
entwässerter Schlamm zuverlässig,<br />
wirtschaftlich und nachhaltig<br />
transportieren? Traditionelle Systeme<br />
wie Kolbenpumpen oder<br />
Schnecken förderer waren lange<br />
Standard, verursachen jedoch hohen<br />
Energieverbrauch, aufwendige<br />
Wartung und komplexe Betriebsabläufe.<br />
Angesichts von Nachhaltigkeitszielen<br />
und knappen Budgets<br />
suchen Wasser betriebe zunehmend<br />
nach intelligenteren Alternativen.<br />
SEEPEX, globaler Marktführer für<br />
Exzenter schneckenpumpensysteme<br />
und digitale Lösungen, hat mit seiner<br />
Smart Air Injection (SAI)-Technologie<br />
eine führende Rolle in diesem Transformationsprozess<br />
übernommen.<br />
Durch die Kombination von Exzenterschneckenpumpe<br />
und pneumatischer<br />
Dichtstromförderung senkt<br />
SAI nachweislich den Energiebedarf,<br />
reduziert die Wartungskosten und<br />
vereinfacht den Schlammtransport<br />
über lange Distanzen und herausfordernder<br />
Rohrführung. Weltweit<br />
haben innovative Wasserbetriebe<br />
diesen Ansatz erfolgreich eingeführt<br />
und messbare, nachhaltige Ergebnisse<br />
erzielt.<br />
Abb. 1: Das SAI-System wird von einer<br />
mobilen Zentrifuge mit entwässertem<br />
Schlamm beschickt. Bild: SEEPEX<br />
Die Herausforderungen<br />
herkömmlicher Transportsysteme<br />
Kläranlagen erzeugen große Mengen<br />
Schlamm, der stabilisiert und entwässert<br />
wird. Anschließend erfolgt eine<br />
gezielte Weiterverarbeitung, etwa<br />
durch Trocknung und thermische<br />
Verwertung, mit dem Ziel, Energie<br />
zurückzugewinnen und wertvolle<br />
Inhalts stoffe nutzbar zu machen.<br />
Herkömmliche Transportsysteme<br />
setzen häufig auf Kolbenpumpen,<br />
die unter hohem Druck arbeiten,<br />
robuste Rohrleitungen erfordern und<br />
beschleunigtem Verschleiß unterliegen.<br />
Mechanische Förderer müssen<br />
für den Transport oft mehrstufig<br />
betrie ben werden, beanspruchen<br />
wertvollen Platz und setzen Betreiber<br />
der Nachbefeuchtung von entwässertem<br />
Schlamm durch Regen,<br />
Geruchs belästigung und Sicherheitsrisiken<br />
aus.<br />
Die Nachteile sind klar: hohe Betriebskosten,<br />
häufige Ausfallzeiten<br />
und Umweltbelastungen, die den<br />
Nachhaltigkeitszielen der Wasserbetriebe<br />
entgegenstehen. Der Bedarf<br />
6<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Titelgeschichte<br />
an energieeffizienter, wartungsarmer<br />
und umweltfreundlicher Technologie<br />
ist dringend.<br />
Die SEEPEX-Lösung<br />
Das Smart Air Injection-System von<br />
SEEPEX liefert genau das. Der entwässerte<br />
Schlamm wird zu Pfropfen<br />
geformt, mit einer dünnen Polymerschicht<br />
umhüllt und anschließend<br />
mit Niederdruckluft <strong>–</strong> ähnlich wie<br />
bei der guten alten Rohrpost <strong>–</strong> zum<br />
Ziel transportiert. Dadurch werden<br />
Reibungs verluste minimiert und die<br />
Anforderungen an den Rohrleitungsdruck<br />
deutlich reduziert.<br />
Im Vergleich zu Kolbenpumpen,<br />
die bis zu 70 bar benötigen, arbeitet<br />
SAI typischerweise bei nur 2<strong>–</strong>3 bar.<br />
Der Energiebedarf sinkt dadurch um<br />
bis zu 80 %, gleichzeitig verlängert<br />
sich die Lebensdauer von Pumpenkomponenten.<br />
Ein weiterer entscheidender Vorteil<br />
ist die vereinfachte Wartung. Mit<br />
Innovationen wie dem Rotor Joint<br />
Access können Betreiber schnelle<br />
Eingriffe durchführen, ohne die Pumpe<br />
zu demontieren, wodurch sich die<br />
Wartungskosten um bis zu 88 % verringern.<br />
Das modulare Design ermöglicht<br />
zudem eine einfache Integration<br />
in bestehende Infrastrukturen<br />
<strong>–</strong> sowohl für temporäre Projekte als<br />
auch für dauerhafte Installationen.<br />
Funktionsweise von SAI<br />
Das Prinzip von SAI ist einfach, aber<br />
höchst effektiv. Zunächst wird der<br />
Schlamm in eine Trichterpumpe gefördert,<br />
die das Material zu Pfropfen<br />
formt. Diese Pfropfen werden dann<br />
mit einer dünnen Polymerschicht bei<br />
nur ca. 0,1 % Verdünnung ummantelt.<br />
Wichtig: SAI setzt diesen Schmierstoff<br />
sehr sparsam ein <strong>–</strong> nur ca. 2 %<br />
des gesamten Schlammflusses <strong>–</strong><br />
wodurch der Chemikalieneinsatz<br />
vernachlässig bar ist und die Reibung<br />
in der Rohrleitung erheblich sinkt.<br />
Anschließend werden die Pfropfen<br />
durch kontrollierte Druckluftstöße<br />
vorangetrieben. Anstelle eines kontinuierlichen<br />
Hochdruckbetriebs bewegt<br />
sich der Schlamm in kurzen,<br />
effizienten Segmenten, was Verschleiß<br />
und Energieverbrauch senkt.<br />
Abb. 2: SAI-Steuereinheit und Druckkessel.<br />
Ein komplettes SAI-System besteht<br />
typischerweise aus vier Hauptkomponenten:<br />
einer Exzenterschneckenpumpe<br />
mit Einlauftrichter zur Zuführung<br />
und Verdichtung des Schlamms,<br />
einer Dosierpumpe für das Gleitmittel,<br />
einem Kompressor mit Druckkessel<br />
zur Erzeugung des erforderlichen<br />
Niederdruckluftstroms und<br />
der SAI-Steuerung. Die Steuerung<br />
ist das „Gehirn“ des Systems und<br />
regelt Luftinjektion, Gleitmitteldosierung<br />
und Rohrleitungsdruck. Erweiterte<br />
Automatisierungs- und<br />
Über wachungsfunktionen liefern<br />
Echtzeitdaten und präzise Kontrolle<br />
für eine stabile Leistung unter wechselnden<br />
Bedingungen.<br />
Im Vergleich zu Kolbenpumpen,<br />
die bis zu 70 bar Betriebsdruck benötigen<br />
und bei abrasivem Schlamm<br />
schnell verschleißen, arbeitet SAI bei<br />
nur 2<strong>–</strong>3 bar. Dadurch können leichtere<br />
PN10-Rohrleitungen anstelle<br />
teurer, robuster PN40<strong>–</strong>PN100-Rohre<br />
eingesetzt werden, was Kapital- und<br />
Betriebskosten senkt. Im Gegensatz<br />
zu sperrigen Schnecken- oder<br />
Bandförderern, die Platz beanspruchen,<br />
ständige Wartung erfordern<br />
und Schlamm der freien Luft aussetzen,<br />
ist SAI kompakt, geschlossen und<br />
geruchs arm.<br />
Das Ergebnis: ein System, das<br />
nicht nur den Druck, sondern auch<br />
die Belastung für Anlagen, Betreiber<br />
Bild: SEEPEX<br />
und Budgets reduziert. Mit weniger<br />
Verschleiß, weniger Ersatzteilen und<br />
optimiertem Energieeinsatz macht<br />
SAI den Transport von entwässertem<br />
Schlamm vorhersehbarer, nachhaltiger<br />
und deutlich kosteneffizienter.<br />
Erfolgsgeschichten weltweit<br />
Anlage für erneuerbare Energien, China<br />
Bei einer Anlage für erneuerbare<br />
Energien zur Umwandlung von<br />
370.000 t kommunalem Abfall in jährlich<br />
200 Mio. kWh Strom wurde der<br />
Schlammtransport zum kritischen<br />
Engpass. Das Layout erforderte horizontale<br />
Förderstrecken von 370 m<br />
und 30 m vertikal. Tradi tionelle Förderbänder<br />
und LKW waren arbeitsintensiv<br />
und teuer, während Hochdruckpumpen<br />
unter hohem<br />
Verschleiß litten.<br />
Nach der Installation von SEEPEX<br />
SAI verlief der Transport reibungslos<br />
<strong>–</strong> ohne den Austausch eines einzigen<br />
Verschleißteils. Das Ergebnis:<br />
bis zu 80 % weniger Stromverbrauch,<br />
deutlich weniger LKW-Einsätze und<br />
Arbeits kosten <strong>–</strong> und das auf kleinstem<br />
Raum.<br />
Kläranlage mit Ressourcengewinnung<br />
Sydney Water, Australien<br />
Sydney Water benötigte eine temporäre<br />
Lösung während der Modernisierung<br />
ihrer West Camden Kläranlage.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong> 7
Titelgeschichte<br />
Energie verbrauch um 20<strong>–</strong><strong>25</strong> % gesenkt.<br />
Die Wartung wurde durch den<br />
leichten Zugang zu Schlüsselkomponenten<br />
vereinfacht. Heute arbeitet<br />
die Anlage reibungsloser und mit geringerem<br />
CO 2 -Fußabdruck.<br />
Abb. 3: Gleitmittelschicht- und Drucklufteinlassöffnungen.<br />
Bild: SEEPEX<br />
Konventionelle Schneckenförderer aspekte.“ Der Erfolg der temporären<br />
erforderten umfangreiche Infrastruktur<br />
und erzeugten Geruchsprobleme.<br />
Anwendung regte Sydney Water an,<br />
permanente Installationen zu prüfen.<br />
Das mobile SAI-System bot eine kompakte,<br />
geschlossene und energieeffiziente<br />
Alternative.<br />
Tests bestätigten, dass SAI die<br />
Konsistenz der aufbereiteten Klärschlämme<br />
erhielt, Gerüche minimierte<br />
und den Transport vereinfachte.<br />
Wie der Leitende Ingenieur<br />
Mark Ziogas bemerkte: „Die Implementierung<br />
von SEEPEX Smart Air<br />
Injection in West Camden war ein<br />
transformierender Schritt in der Behandlung<br />
von Klärschlamm. Diese innovative<br />
Technologie steigert die Effizienz,<br />
senkt Kosten und verbessert<br />
sowohl Sicherheit als auch Umwelt<br />
Kläranlage Hetlingen, Deutschland<br />
Die Kläranlage Hetlingen, nordwestlich<br />
von Hamburg, versorgt über 40<br />
Gemeinden mit Abwasserbehandlung.<br />
Sie musste unterdimensionierte<br />
Kolbenpumpen ersetzen, die zu viel<br />
Energie verbrauchten und häufig gewartet<br />
werden mussten. Die Herausforderung:<br />
5<strong>–</strong>15 m³/h entwässerten<br />
Schlamm über 90 m, einschließlich<br />
30 m vertikal, zu transportieren.<br />
SEEPEX lieferte eine schlüsselfertige<br />
SAI-Lösung. Mit nur 2<strong>–</strong>3 bar<br />
statt 70 bar wurden Rohrleitungsanforderungen<br />
reduziert und der<br />
Kläranlage Sehnde, Deutschland<br />
In Sehnde, nahe Hannover, wurde<br />
der Schlamm bisher mit einer<br />
Kolben pumpe transportiert, die hohen<br />
Energieeinsatz und aufwendige<br />
Wartung erforderte. Ziel war es, Energieverbrauch<br />
und Betriebskosten zu<br />
senken und neue Umweltvorschriften<br />
einzuhalten.<br />
SEEPEX installierte ein SAI-System,<br />
das Schlamm <strong>25</strong>0 m durch eine bestehende<br />
Stahlleitung im Boden<br />
transportiert. Sofort sank der<br />
Energie verbrauch um mehr als 50 %,<br />
die Wartungskosten um 88 %. Der<br />
Betriebs druck fiel von 60<strong>–</strong>80 bar auf<br />
nur 3 bar. Die jährlichen Betriebskosten<br />
reduzierten sich um bis zu 82 %.<br />
Dieser Erfolg zeigt die Skalierbarkeit<br />
und Nachhaltigkeit von SAI als zukunftssichere<br />
Lösung.<br />
Klare, messbare Vorteile<br />
Über diese Projekte hinweg zeigen<br />
sich wiederkehrende Vorteile:<br />
• Energieeffizienz: Bis zu 80 % weniger<br />
Energieverbrauch im Vergleich<br />
zu Kolbenpumpen<br />
• Wartungskosten: Bis zu 88 % Einsparung<br />
durch Niederdruckbetrieb<br />
und vereinfachten Pumpenzugang<br />
Abb. 4: Smart Air Injection-System mit Trichterpumpe, Gleitmitteleinspritzung und Steuereinheit für einen optimierten Transport von Klärschlamm.<br />
<br />
Bild: SEEPEX<br />
8<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Titelgeschichte<br />
Abb. 5: SAI mit Druckluftanschlüssen und Schmiermitteleinspritzpunkten.<br />
Bild: SEEPEX<br />
• Zuverlässiger Transport auf Langstrecke:<br />
Sicherer Transport von<br />
entwässertem Schlamm bis zu<br />
1 km, inklusive vertikale Förderhöhen<br />
• Kompakt und flexibel: Modulares<br />
Design für temporäre und permanente<br />
Installationen mit geringem<br />
Platzbedarf<br />
• Umweltschutz: Geschlossene<br />
Rohrleitungen reduzieren Gerüche<br />
und Emissionen, fördern Sicherheit<br />
und Nachhaltigkeit<br />
Ein globaler Standard für die<br />
Zukunft<br />
Von China über Australien bis<br />
Deutschland hat sich Smart Air<br />
Injection als Zukunft des Schlammtransports<br />
etabliert. Durch die Beseitigung<br />
von Ineffizienzen herkömmlicher<br />
Systeme und durch<br />
messbare Vorteile in Energieeinsparung,<br />
Kosten reduktion und Nachhaltigkeit<br />
setzt SEEPEX neue Maßstäbe<br />
für die Abwasserbranche.<br />
In einer Zeit, in der Abwasserbetriebe<br />
unter Druck stehen, steigende<br />
Nachfrage zu bedienen, CO 2 -Emissionen<br />
zu reduzieren und begrenzte<br />
Ressourcen zu optimieren, bietet SAI<br />
einen klaren Weg zur Zielerreichung.<br />
Mit über 100 Installationen weltweit<br />
hat sich das System als bewährte<br />
Lösung etabliert.<br />
Der Nachhaltigkeitstrend zeigt<br />
deutlich: Smart Air Injection ist kein<br />
inkrementeller Fortschritt, sondern<br />
ein Quantensprung. Durch die Verbindung<br />
von Ingenieurskunst mit<br />
praxisnahen Ergebnissen ermöglicht<br />
SEEPEX Abwasserbetrieben, einen<br />
saubereren, effizienteren und<br />
zukunftsfähigen Umgang mit Klärschlamm<br />
zu realisieren.<br />
SEEPEX GmbH<br />
Bottrop<br />
www.seepex.com<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong> 9
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Wärmewende aus dem Speichertank<br />
Dr. Michael Golek<br />
GEA hat zwölf Millionen Euro in das britische Unternehmen Caldera investiert. Das Foto zeigt die Caldera-Fabrik.<br />
Bild: Caldera<br />
Industrielle Wärmepumpen sind<br />
entscheidend für die Dekarbonisierung<br />
des industriellen Wärmebedarfs<br />
zwischen 100 und 200 °C<br />
in Branchen wie der Lebensmittelherstellung,<br />
der Milch produktion,<br />
Brauereien, Brennereien und dem<br />
Pharmasektor. In einem ganzheitlichen<br />
Konzept können intelligente<br />
thermische Speicher mit<br />
der Wärme pumpentechnologie<br />
kombiniert werden, um Industriekunden<br />
eine wettbewerbsfähige<br />
und zuverlässige Möglichkeit der<br />
rein elektrischen und damit kohlenstoffarmen<br />
Prozesswärmeversorgung<br />
zu bieten. Der Maschinen-<br />
und Anlagen bauer und<br />
Lösungsanbieter GEA hat sich deshalb<br />
an dem britischen Unternehmen<br />
Caldera beteiligt, das intelligente,<br />
thermische Wärmespeicher<br />
entwickelt hat.<br />
Der Wärmespeicher als<br />
digitaler Netzjongleur<br />
Die Energiewende ist weit mehr als<br />
nur der Bau neuer Windräder und<br />
Solaranlagen. Sie ist eine gigantische<br />
digitale und logistische Herausforderung,<br />
die uns zwingt, unser Energiesystem<br />
von Grund auf neu zu denken.<br />
Wir suchen nach intelligenten<br />
Abb. 1: Caldera hat elektrische Speicherkessel<br />
entwickelt, die Strom in Form von Wärme<br />
speichern können, der bei Bedarf wieder<br />
entnommen werden kann. Bild: Caldera<br />
Lösungen, die die Schwankungen<br />
der erneuerbaren Energien zähmen<br />
und das Netz stabil halten können.<br />
Und manchmal kommt die zündende<br />
Idee aus einer Richtung, die nicht sofort<br />
auf dem Radar zu finden ist: aus<br />
der guten alten Wärme. Wir kennen<br />
das Szenario: An einem stürmischen<br />
Tag drehen sich die Windräder auf<br />
Hochtouren, die Sonne scheint auf<br />
die Photo voltaikanlagen und plötzlich<br />
ist zu viel Strom im Netz. Die Preise<br />
sinken, manchmal sogar in den negativen<br />
Bereich. Im schlimmsten Fall<br />
müssen die Windkraftanlagen gedrosselt<br />
werden, um eine Überlastung<br />
des Netzes zu vermeiden.<br />
Lastverschiebung, Peak Shaving<br />
und Netzvorteile<br />
An dieser Stelle kommen die intelligenten<br />
thermischen Energiespeichersysteme<br />
von Caldera ins Spiel.<br />
Mit den „Storage Boilers“ hat Caldera<br />
eine Technologie entwickelt, die<br />
Strom <strong>–</strong> idealerweise aus erneuerbaren<br />
Quellen wie Sonne und Wind<br />
<strong>–</strong> hocheffizient in industriell nutzbare<br />
10 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Hochleistungs-Kunststoffe<br />
für klimaneutrale<br />
H 2 -Technologien.<br />
Abb. 2: Die Wärme im Innern des Boilers entsteht: Die Wärmezelle ist die innovative Komponente in jedem<br />
Caldera-Speicherboiler, die es ermöglicht, intermittierende erneuerbare Energie in bedarfsgerechte Wärme<br />
umzuwandeln. Die Blöcke aus Calderas patentiertem Wärmespeichermaterial werden vor Ort schnell<br />
zusammengebaut und in einer vakuumisolierten Kammer eingeschlossen.<br />
Bild: Caldera<br />
Prozesswärme umwandelt. Der Clou:<br />
Ein spezieller Speicherkern aus Vulkangestein<br />
und recyceltem Aluminium wird<br />
mit Strom auf bis zu 500 °C erhitzt. Eine<br />
eigens ent wickelte Vakuum isolierung<br />
sorgt dafür, dass diese Wärme über Tage<br />
oder sogar Wochen konserviert werden<br />
kann, um je nach Bedarf Dampf, Heißwasser<br />
oder Heißluft für indus trielle Prozesse<br />
zu liefern. Damit werden große<br />
Ener giepakete <strong>–</strong> aus dem Stromnetz <strong>–</strong><br />
in ein Wärmenetz verlagert. Dies entlastet<br />
das Stromnetz in Zeiten hoher Einspeisung<br />
von erneuerbaren Energien<br />
und vermeidet Überlastungen oder Abregelungen<br />
von erneuerbaren Anlagen.<br />
Gleichzeitig wird der Strom dann genutzt,<br />
wenn er im Überfluss vorhanden ist, was<br />
die Effizienz des Gesamtsystems erhöht.<br />
Es trägt zur Glättung der Lastkurve bei<br />
und verringert die Notwendigkeit, teure<br />
Spitzenlastkraftwerke einzuschalten.<br />
Die Kombination von Lavagestein<br />
und Aluminiumschrott ist das Ergebnis<br />
einer Optimierungsaufgabe zwischen sowohl<br />
technischen als auch wirtschaftlichen<br />
Einflussgrößen.<br />
Zur technischen Seite:<br />
Bei thermischen Speichern ist man an<br />
zwei physikalischen Eigenschaften besonders<br />
interessiert. Da ist zunächst die<br />
Wärmespeicherkapazität, das heißt jene<br />
Energiemenge, die pro Volumen oder<br />
Masse gespeichert werden kann. Diese<br />
ist bei beiden Stoffen sehr gut. Zweitens<br />
ist die Wärme leitfähigkeit wichtig.<br />
Sie gewähr leistet eine rasche Aufnahme<br />
aber auch Abgabe von Wärme und damit<br />
einen optimalen energetischen Durchsatz<br />
des Speichers. Hier sticht Aluminium<br />
hervor und durch den Gießvorgang entsteht<br />
eine enge Anbindung an das Lavagestein<br />
und damit ein sehr guter Wärmeübergang.<br />
Zur wirtschaftlichen Seite:<br />
Obwohl es Materialien gibt, die bezüglich<br />
der Speicherkapazität und Leit fähigkeit<br />
bessere Eigenschaften zeigen, sind die<br />
Einkaufskosten für Lavagestein und Aluminiumschrott<br />
überzeugend. Lava gestein<br />
könnte man quasi in jedem Baumarkt<br />
kaufen. Der Preis für Aluminium schrott<br />
profitiert indirekt von der zunehmenden<br />
Population von Elektro autos. Das<br />
Angebot von Aluminiumschrott von Motorblocks<br />
aus Verbrennern steigt, womit<br />
der Preis langfristig weiter sinken wird.<br />
Weiterhin gibt es zu beiden Materialien<br />
keine Eng pässe an den inter nationalen<br />
Märkten, und sie sind nicht toxisch. Die<br />
Dämmung erfolgt durch eine doppelwandige<br />
Vakuum glocke und der Gesamtwirkungsgrad<br />
beträgt circa 95 Prozent.<br />
Bereitstellung von Flexibilität<br />
und Regelenergie<br />
Die schnelle Anpassungsfähigkeit macht<br />
das Speichersystem zu einem wertvollen<br />
Akteur auf dem Regel energiemarkt.<br />
Wasserstoff braucht starke Partner <strong>–</strong> deshalb<br />
entwickeln wir die Lösungen. Individuelle<br />
Produkte aus Hochleistungskunststoffen<br />
für die gesamte H₂-Wertschöpfungskette:<br />
H 2 -Produktion, Kompression, Speicherung &<br />
Transport bis zur Anwendung. Z. B. für die<br />
Large Scale Elektrolyse maßgeschneiderte<br />
Dichtungen bis 3000 mm Durchmesser <strong>–</strong><br />
Leistungsstark. Langlebig. Effizient. Setzen Sie<br />
auf unsere Expertise!<br />
HYDROGEN Technology Expo<br />
Hamburg, 21.-23.10.20<strong>25</strong><br />
Halle B7, Stand C57<br />
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Fon +49 7142 583-0<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Abb. 3: Dekarbonisierung der industriellen Prozesswärme: GEA-Wärmepumpen und Caldera-<br />
Speicherkessel ergänzen sich gegenseitig.<br />
Grafik: Caldera<br />
Durch die Umwandlung von elektrischer<br />
Energie in thermische Energie<br />
und deren lokale oder verbrauchsnahe<br />
Speicherung entkoppelt das<br />
Caldera-Speichersys tem die Stromnachfrage<br />
von der Wärmenachfrage<br />
zu bestimmten Zeiten. Dadurch wird<br />
der Bedarf an Transportkapazitäten<br />
im Stromnetz für die Wärmeerzeugung<br />
reduziert und freie Kapazitäten<br />
für die weitere Einspeisung aus erneuerbaren<br />
Energien geschaffen.<br />
Darüber hinaus ist der Speicher<br />
über ein intelligentes Energiemanagementsystem<br />
mit den Spotmärkten<br />
verbunden. Wenn die<br />
Preise an den Strommärkten aufgrund<br />
hoher Wind- oder Solarproduktion<br />
sinken, manchmal sogar ins<br />
Negative, füllt sich der Speicher <strong>–</strong><br />
manchmal für Bruchteile eines Cents<br />
pro Kilowattstunde, manchmal mit<br />
Erlösen für den Einkauf (Day-Ahead-<br />
und Intraday-Handel).<br />
Der eigentliche „Game Changer“<br />
ist jedoch die Teilnahme am Regelenergiemarkt.<br />
Die Fähigkeit eines<br />
großen thermischen Speichers, in<br />
Sekun denschnelle flexibel Strom aufzunehmen,<br />
ist von unschätzbarem<br />
Wert für die Stabilisierung des Stromnetzes.<br />
Die Übertragungsnetzbetreiber<br />
zahlen dafür. Ein Unternehmen,<br />
das seinen Speicher auf dem Markt<br />
für automatische Frequenzwiederherstellungsreserve<br />
(AFR) anbietet,<br />
generiert zusätzliche Einnahmen, die<br />
die effektiven Strombeschaffungskosten<br />
für die Wärmeerzeugung massiv<br />
senken können <strong>–</strong> in manchen Fällen<br />
sogar in den negativen Bereich.<br />
Die Folge: Der effektive Strompreis<br />
für die erzeugte Prozesswärme <strong>–</strong> ein<br />
Mix aus günstigem Eigenstrom, Spotmarktschnäppchen<br />
und Erlösen aus<br />
der Netzstabilisierung <strong>–</strong> kann für Industrie-<br />
und Gewerbebetriebe günstiger<br />
sein als der Gaspreis. Dies war<br />
bereits in den Jahren 2023 und 2024<br />
der Fall, als die Energiemärkte turbulent<br />
waren. Die Volatilität des Strommarktes,<br />
die viele als Risiko sehen,<br />
wird hier zur Einnahmequelle.<br />
Autor:<br />
Dr. Michael Golek<br />
GEA Group Aktiengesellschaft<br />
Ulmenstraße 99<br />
40476 Düsseldorf<br />
Tel.: +49 (0)211-9136-0<br />
michael.golek@gea.com<br />
www.gea.com<br />
Weitere Informationen zu Caldera:<br />
www.caldera.co.uk/<br />
Im Gespräch<br />
Kai Becker<br />
CEO der GEA-Division<br />
Wärme- und Kältetechnologie<br />
„Wir bei GEA haben uns verpflichtet,<br />
bei der Netto-Null- Umstellung<br />
der Prozessindustrie eine führende<br />
Rolle zu spielen. Unsere industriellen<br />
Wärmepumpen sind bereits<br />
eine wichtige Alternative zu fossilen<br />
Heizkesseln und ermöglichen die<br />
Dekarbonisierung von Prozesswärme<br />
bis zu 95 °C. Mit der Investition<br />
in Caldera fügen wir eine leistungsstarke<br />
ergänzende Lösung hinzu,<br />
die zweierlei bedeutet:<br />
Erstens können wir gemeinsam<br />
Prozesswärme bis zu 185 °C dekarbonisieren.<br />
Zweitens schließen die Wärmepumpen<br />
von GEA und die Speichersysteme<br />
von Caldera die<br />
Lücke zwischen der variablen<br />
Stromerzeugung aus erneuerbaren<br />
Ener gien und dem schwankenden<br />
industriellen Wärmebedarf.<br />
Mit der globalen Präsenz<br />
und dem Know-how von GEA<br />
im Bereich der Prozess- und<br />
Industrie wärme können wir die<br />
Einführung dieser kombinierten<br />
Lösungen für die Industrie weltweit<br />
beschleunigen.“<br />
James Macnaghten<br />
CEO von Caldera<br />
„Die Zusammenarbeit mit GEA ist<br />
eine bahnbrechende Chance für unser<br />
Unternehmen und eine starke Bestätigung<br />
für unsere Technologie. Ich<br />
bin überzeugt, dass die Partnerschaft<br />
mit GEA und insbesondere die Nutzung<br />
der umfassenden Erfahrung von<br />
GEA dazu beitragen werden, unsere<br />
Speicher kessel in noch mehr Unternehmen<br />
wie Brauereien, Brennereien,<br />
der Milchindustrie sowie der Lebensmittel-<br />
und Pharma industrie einzusetzen,<br />
mit dem Ziel, die CO 2 -Emissionen<br />
zum Nutzen aller zu reduzieren.“<br />
12 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Treibende Kräfte im Biogasbetrieb<br />
Gebläsetechnik für Gastransport und CO 2<br />
-Verflüssigung<br />
Ausbaustufe der Biomethananlage von nordfuel GmbH in Friesoythe, Stand März 20<strong>25</strong>. Fast die erste Hälfte des Bauvorhabens ist abgeschlossen.<br />
<br />
Bild: Continental Industrie<br />
Friesoythe ist Heimat einer der<br />
modernsten<br />
Biomethananlagen<br />
Europas. Die nordfuel GmbH betreibt<br />
hier eine hochmoderne Biogasanlage,<br />
die aus einer Million<br />
Tonnen Wirtschaftsdünger pro Jahr<br />
wertvolles Biomethan gewinnt. Eine<br />
der größten Herausforderungen ist<br />
die verlustfreie Aufbereitung <strong>–</strong> ein<br />
Bereich, in dem Hochleistungsgebläse<br />
wie die von Continental Industrie<br />
aus Dormagen eine Schlüsselrolle<br />
spielen.<br />
Hol- und Bring-Service inklusive<br />
Die Anlieferung des Wirtschaftsdüngers<br />
ist ein exakt getakteter Prozess:<br />
LKW der nordfuel GmbH liefern<br />
anteilsmäßig ca. 80 % feste Masse aus<br />
Huftier- und Geflügelmist sowie etwa<br />
20 % flüssigen Wirtschaftsdünger der<br />
Viehzüchter aus der Umgebung an.<br />
Der Mist wird von sämtlichen Höfen,<br />
die mit dem Unternehmen unter<br />
Vertrag stehen, abgeholt. Nach der<br />
Separierung wird der flüssige Anteil<br />
Abb. 1: Anlieferung des Wirtschaftsdüngers aus der Umgebung an die Substrathalle. Die<br />
betriebseigenen LKW holen das Material bei allen landwirtschaftlichen Betrieben ab und<br />
sorgen auf diese Weise für ein stets sauberes Betriebsgelände. Bild: Continental Industrie<br />
zurückgeführt, um die Pumpfähigkeit<br />
sicherzustellen <strong>–</strong> ein ressourcenschonendes<br />
Verfahren. Die voll digitalisierte<br />
Eingangskontrolle mittels<br />
QR-Codes sorgt für effiziente Abläufe<br />
und eine lückenlose Dokumentation.<br />
Die LKW-Fahrer wissen stets, welches<br />
Tor der riesigen Substrathalle angesteuert<br />
werden muss, um dort abzuladen.<br />
Diese ist in Abschnitte unterteilt,<br />
um jede Substratart nach dem<br />
First-in-First-out-Verfahren von anderen<br />
zu separieren und für die Aufbereitung<br />
zwischenzulagern. Innenliegende<br />
vollautomatische Kräne<br />
bringen das Material bedarfsgerecht<br />
in die entsprechenden Bunker,<br />
um anschließend von dort aus über<br />
Förder schnecken in die einzelnen<br />
Fermenter transportiert zu werden.<br />
„Unterschiedliche Mistarten bieten<br />
eben unterschiedliche Gaserträge <strong>–</strong><br />
ein entscheidender Faktor, der in der<br />
kontinuierlichen Nachfütterung von<br />
vornherein berücksichtigt wird“, betont<br />
Andrea Schneider, Assistentin<br />
der Geschäftsleitung. „Die gesamte<br />
Anlage ist darauf ausgelegt, dass<br />
nichts verschwendet wird. Jedes Detail<br />
wurde so geplant, dass wir hocheffizient<br />
produzieren können.“<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
13
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Abb. 2: Tobias Boeckh, Geschäftsführer Continental Industrie GmbH, Projektleiter Niklas<br />
Hense von revis bioenergy und Jens Steller, Interimsbetriebsleiter der Biogasanlage (v. links)<br />
neben den beiden redundant ausgeführten großen Industriegebläsen von Continental<br />
Industrie in der Biogasaufbereitungsanlage. Sie sorgen für die nötige Stabilität im nachgeschalteten<br />
Reinigungs- und Trennverfahren.<br />
Bild: Continental Industrie<br />
Im Bereich der Biogasaufbereitung<br />
unterstützen zwei weitere kompakte<br />
Continental Gebläse vom Typ<br />
051A.04 die Rezirkulation. Sie sorgen<br />
dafür, dass unvollständig gereinigtes<br />
Gas erneut in den Prozess geführt<br />
wird <strong>–</strong> eine essenzielle Maßnahme<br />
zur Vermeidung von Methanschlupf<br />
und zur Prozessoptimierung.<br />
Ein Highlight der großen Anlage<br />
ist die CO 2 -Aufbereitung. Statt<br />
Kohlen dioxid ungenutzt entweichen<br />
zu lassen, wird es direkt vor Ort verflüssigt<br />
oder gleich zu Trockeneis verarbeitet.<br />
Hierfür ist ein sechsstufiges<br />
Continental Industrie Gebläse des<br />
Typs 77A1 als Vorverdichter im Einsatz.<br />
Es erhöht den Druck des CO 2<br />
von atmosphärischem Niveau auf<br />
1 bar(g) und optimiert so die Effizienz<br />
der nachgeschalteten Kompressoren.<br />
Kein Duft hängt in der Luft<br />
Ein weiteres Kernelement ist die Abluftreinigungsanlage.<br />
In einem ersten<br />
Schritt behandelt man die belastete<br />
Luft mit Schwefelsäure, um Ammoniak<br />
herauszufiltern. Anschließend<br />
strömt sie durch einen Biofilter, um<br />
die verbleibenden Gerüche auf ein<br />
Minimum zu reduzieren. Als Ergebnis<br />
entsteht Ammoniumsulfatlösung<br />
(ASL), die später als Dünger zum Einsatz<br />
kommt. Die befeuchteten Hackschnitzel<br />
in den Biofiltern brechen<br />
Geruchskomponenten auf und optimieren<br />
die Reinigungsleistung, damit<br />
durch den Ablassschornstein die<br />
gereinigte, geruchsfreie Luft entweichen<br />
kann. Dadurch bleibt das ganze<br />
Gelände von unangenehmen Gerüchen<br />
verschont.<br />
adsorption wird das Biogas auf<br />
99,6 % Methan angereichert.<br />
Die Entscheidung für die großen<br />
Gebläse wurde bewusst getroffen:<br />
„Energieeffizienz ist unser oberstes<br />
Ziel. Kleinere Gebläse hätten deutlich<br />
stärkere Motoren benötigt, was zu<br />
einem bedeutend höheren Energieeinsatz<br />
geführt hätte. So erzielen wir<br />
mit geringerer Leistung einfach bessere<br />
Ergebnisse“, erklärt Jens Steller,<br />
Interimsbetriebsleiter der Anlage.<br />
„Wir haben uns von vornherein für<br />
zwei Gebläse entschieden, falls eines<br />
doch mal ausfällt. So etwas können<br />
wir uns absolut nicht leisten. Die Gebläse<br />
müssen immer laufen, sonst<br />
droht uns beim Ausfall ein zu hoher<br />
Gasverlust über die „Fackel“.“<br />
7/24: Die Biologie arbeitet<br />
unermüdlich<br />
„Derzeit umfasst die Anlage 12 Fermenter,<br />
4 Nachgärer und 4 Gärlager<br />
<strong>–</strong> insgesamt 20 Behälter. In der finalen<br />
Ausbaustufe werden es am Ende<br />
40 sein, organisiert in zehn Reihen<br />
à drei Fermenter mit jeweils einem<br />
Nach gärer <strong>–</strong> im Prinzip zehn Biogasanlagen<br />
in einer“, so Projektleiter<br />
Niklas Hense. Bereits jetzt produziert<br />
nordfuel 3.500 bis 3.700 Nm³ Biomethan<br />
pro Stunde. Nach dem Endausbau<br />
wird sich die Kapazität auf bis zu<br />
7.500 Nm³ verdoppeln.<br />
„Zwei 20.000 m³-Gasblasen stehen<br />
hier als Pufferspeicher zur Verfügung,<br />
um eine konstante Einspeisung<br />
Bewegung in der Gasaufbereitung<br />
In der Biogasaufbereitungs anlage<br />
(kurz: BGAA) laufen die Rohgasströme<br />
aus den Fermentern zusammen.<br />
Dort, wo auch die zwei großen<br />
Continental Industriegebläse des<br />
Typs 451 zum Einsatz kommen, um<br />
die Aufbereitung zu Biomethan erst<br />
zu ermöglichen. Mit jeweils fünf<br />
Stufen und leistungsstarken 110 kW-<br />
Motoren sind sie von vornherein auf<br />
Energieeffizienz getrimmt. Die Anlage<br />
verarbeitet bis zu 7.500 Nm³ Rohgas<br />
pro Stunde <strong>–</strong> Über die Druckwechsel-<br />
Abb. 3: 6-stufiges Gebläse von Continental Industrie GmbH, speziell für die CO 2 -Aufbereitung<br />
am Standort Friesoythe.<br />
Bild: Continental Industrie<br />
14 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Abb. 4: Das redundant ausgeführte Rezirkulationsgebläse von Continental Industrie GmbH zieht das methanreiche Restgas ab und leitet es zurück<br />
in den Eingang der PSA-Anlage. Es verhindert den Methanverlust und ist damit ein effizienter Bestandteil des Systems. Bild: Continental Industrie<br />
ins Netz zu garantieren. Eine Notgasfackel<br />
kommt nur im Extremfall zum<br />
Einsatz“, so Hense. „Die Produktion<br />
ist schließlich nicht zu stoppen, denn<br />
die biologischen Prozesse kennen<br />
keine Pause.“<br />
Selbst die Gärrestaufbereitung<br />
setzt Maßstäbe: Nach der Biomethangewinnung<br />
bleibt ein verwertbares<br />
Endprodukt übrig, das weiter genutzt<br />
wird. Ob getrocknet, zu Pellets verarbeitet<br />
oder als Dünger ausgebracht<br />
<strong>–</strong> nordfuel nutzt den gesamten Stoffstrom<br />
optimal für alle Einsatzgebiete,<br />
was für europäische Verhältnisse<br />
bereits einzigartig ist. Sämtliche<br />
Prozesse entsprechen dabei den EG-<br />
Wasserrahmen- und Nitratrichtlinien.<br />
Vorbildcharakter für<br />
weitere Projekte<br />
Die 13,5 Hektar große Anlage steht<br />
für ein durchdachtes, effizientes und<br />
nachhaltiges Konzept. „Wir denken<br />
Kreislaufwirtschaft konsequent zu<br />
Ende“, so Andrea Schneider. „ Jeder<br />
Bestandteil hat seinen Platz, jede<br />
Ressource wird genutzt.“<br />
Niklas Hense sieht in der Technologie<br />
einen Meilenstein: „Die Kombination<br />
aus intelligenter Logistik,<br />
effizienter Biogasaufbereitung und<br />
ressourcenschonender Gärrestnutzung<br />
setzt neue Standards für die<br />
Branche.“<br />
Die von Continental Industrie eingesetzten<br />
Gebläse wurden bereits<br />
2024 in Betrieb genommen. Sie spielen<br />
eine zentrale Rolle in der hochmodernen<br />
Biogasaufbereitung von<br />
nordfuel.<br />
Abb. 5: Blick über die Dächer der Fermenter bei nordfuel (v. links: Niklas Hense und<br />
Tobias Boeckh).<br />
Bild: Continental Industrie<br />
Continental Industrie GmbH<br />
Gebläse- & Exhaustorentechnik<br />
Clemens-August-Platz 7<br />
41542 Dormagen<br />
Tel +49 02133-<strong>25</strong>98-30<br />
www.continental-industrie.de<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
15
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
CO 2 -Verflüssigung <strong>–</strong><br />
Nachhaltigkeit durch moderne Gastechnologie<br />
Envithananlage in Priborn mit BAUER CNK 420 Schraubenverdichter<br />
<br />
alle Bilder: BAUER KOMPRESSOREN<br />
In Zeiten zunehmender Umweltbelastung<br />
und fortschreitendem Klimawandel<br />
gewinnt der verantwortungsvolle<br />
Umgang mit Kohlendioxid (CO 2 )<br />
eine immer größere Bedeutung. CO 2<br />
entsteht als Nebenprodukt in vielen<br />
industriellen Prozessen und wird<br />
häufig ungenutzt in die Atmo sphäre<br />
abgegeben <strong>–</strong> mit negativen Folgen<br />
für das Klima. Die Verflüssigung von<br />
CO 2 stellt eine effektive und nachhaltige<br />
Lösung dar: Anstatt das Gas<br />
unkontrolliert freizusetzen, wird es<br />
in aufbereiteter Form aufgefangen,<br />
verdichtet und verflüssigt. In flüssiger<br />
Form kann es gelagert, transportiert<br />
und in verschiedenen Industrien<br />
<strong>–</strong> etwa in der Getränkeindustrie<br />
<strong>–</strong> sinnvoll weiterverwendet werden.<br />
Diese Form des CO 2 -Recyclings reduziert<br />
die Emissionen erheblich und<br />
leistet einen wichtigen Beitrag zur Erreichung<br />
globaler Klimaziele. Da hier<br />
das CO 2 als Nebenprodukt im Rahmen<br />
der Bio gasgewinnung anfällt,<br />
kann auf diese Weise bei der Biogaserzeugung<br />
ein doppelter Nachhaltigkeitseffekt<br />
realisiert werden.<br />
Der Prozess der CO 2 -Verflüssigung<br />
beginnt mit der Sammlung und Vorreinigung<br />
des Rohgases, das zumeist<br />
einen gewissen Anteil an Verunreinigungen<br />
wie Feuchtigkeit, Schwefelverbindungen<br />
oder anderen Spurengasen<br />
enthält. In einem ersten Verfahrensschritt<br />
wird das Gas getrocknet und<br />
gereinigt, um die Betriebssicherheit<br />
Abb. 1: Envithananlage in Priborn in Containerbauweise mit BAUER CNK 420 Schraubenverdichter<br />
der nachfolgenden Anlagentechnik<br />
zu gewährleisten. Anschließend erfolgt<br />
die mechanische Verdichtung<br />
mithilfe leistungs starker Schraubenverdichter<br />
<strong>–</strong> wie sie beispielsweise<br />
von BAUER KOMPRESSOREN angeboten<br />
werden. Dabei wird das CO 2 unter<br />
hohem Druck (typischerweise zwischen<br />
10 und 20 bar) verdichtet. Diese<br />
Druck erhöhung ist notwendig, um<br />
den Übergang des Gases in den flüssigen<br />
Zustand zu ermöglichen. Nach<br />
der Verdichtung wird das Gas schrittweise<br />
auf Temperaturen unter seinen<br />
Siedepunkt abgekühlt. In speziell ausgelegten<br />
Kondensationssys temen wird<br />
das CO 2 dabei kontrolliert verflüssigt.<br />
Das so gewonnene flüssige CO 2 kann<br />
in kryogenen Lagertanks gespeichert<br />
und für industrielle Anwendungen bereitgestellt<br />
werden. Dieser Technologieprozess<br />
ist nicht nur hocheffizient,<br />
sondern auch ein wichtiger Schritt in<br />
Richtung Kreislaufwirtschaft und nachhaltigem<br />
Ressourcenmanagement.<br />
Bauer Schraubenlösungen <strong>–</strong><br />
Klimaschutz mit System<br />
Als Premiumhersteller und Pionier<br />
im Bereich Mittel- und Hochdruckverdichtung<br />
von Gasen aller Art mit fast<br />
80 Jahren weltweiter Erfahrung bietet<br />
BAUER KOMPRESSOREN dafür die notwendige<br />
state-of-the-art-Technologie<br />
in Form maßgeschneiderter schlüsselfertige<br />
Systeme aus einer Hand.<br />
Denn BAUER legt als nachhaltigkeitsorientiertes<br />
gemäß ISO 14001-zertifiziertes<br />
Unternehmen höchsten Wert<br />
darauf, die Erreichung von Klimaschutz-<br />
und Energiewendezielen aktiv<br />
voranzutreiben.<br />
BAUER Verdichtersysteme bestehen<br />
in der Regel aus einer, für den<br />
Anwendungsfall maßgeschneiderten<br />
Anlage. Der modulare Anlagenaufbau<br />
ermöglicht eine schnelle und unkomplizierte<br />
Installation sowie eine Integration<br />
in bestehende Infrastrukturen.<br />
Maßgeschneidert für den jeweiligen<br />
Bedarf sind Anlagenvarianten mit niedrigen,<br />
mittleren und hohen Tagesleistungen<br />
verfügbar. Zur Biogas-Aufbe<br />
16 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Abb. 2: CNK 420 Anlage in geschlossener Bauweise für den Außeneinsatz mit Kühler<br />
reitung mit dem Membranverfahren<br />
werden Schraubenverdichter benötigt,<br />
um den geforderten Druck für die<br />
wendungen) als auch geschlossener,<br />
wetter fester Variante (für Outdoor-Anwendungen)<br />
erhältlich.<br />
Gastrennung zu erzeugen.<br />
Das Membranverfahren ist eine<br />
effiziente Methode zur Biogasaufbereitung,<br />
CO 2 Gasverflüssigung:<br />
Effizienz und Leistung im Fokus<br />
bei der Kohlendioxid (CO 2 ) vom<br />
Methan (CH 4 ) abgetrennt wird, um das<br />
Biogas auf Erdgasqualität zu veredeln.<br />
Der Prozess nutzt halbdurchlässige<br />
Membranen, die aufgrund ihrer spezifischen<br />
Eigenschaften unterschiedliche<br />
Gase unterschiedlich schnell durchlassen.<br />
CO 2 diffundiert dabei schneller<br />
durch die Membran und kann dadurch<br />
abgeschieden werden.<br />
Hier bietet BAUER Kompressoren<br />
ein großes Portfolio an luft- und<br />
Die Gewinnung von CO 2 im Rahmen<br />
der Gasaufbereitungstechnologie hat<br />
sich als wegweisende Lösung in der<br />
modernen Gasindustrie etabliert, und<br />
die für diesen Einsatzzweck maßgeschneiderten<br />
BAUER-Anlagen sind ein<br />
herausragendes Beispiel für innovative<br />
Technologie und Effizienz. Das gilt vor<br />
allem für die Anlage des Typs CNK420,<br />
die nicht nur durch ihre technischen<br />
Spezifikationen, sondern auch durch<br />
wassergekühlten Schraubenverdichter<br />
Komplettsystemen, welches die Liefermengenbereiche<br />
von 10 m³/h bis<br />
4.000 m³/h komplett abdeckt. Die Verdichter<br />
erreichen mit Antriebsleistungen<br />
von 10 bis 680 kW Enddrücke<br />
von 7 bis 20 bar(Ü). Mit hoher Flexibilität<br />
in der Ausführung und zahlreichen<br />
Optionen erfüllen sie die individuellen<br />
Anforderungen moderner<br />
Anlagen. Die Komplettsysteme sind<br />
mit unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten<br />
erhältlich, wie zum Beispiel<br />
Wärme rückgewinnung (Heat<br />
Recovery), mit der die Wärme, die im<br />
Verdichtungsprozess entsteht, effizient<br />
genutzt werden kann. Dies trägt zur<br />
Reduzierung der Betriebskosten bei<br />
und verbessert die Energiebilanz der<br />
gesamten Anlage. Je nach Bedarf sind<br />
die Komplettsysteme mit oder ohne<br />
Schaltschrank verfügbar. Dies ermöglicht<br />
eine flexible Integration in bestehende<br />
Steuerungssysteme oder den<br />
Aufbau einer autarken Steuerungslösung.<br />
Die Ausführung der Anlage<br />
ist sowohl in offener (für Indoor-An<br />
Abb. 3: CNK 420 Anlage in offener Bauweise<br />
ihre Flexibilität und Leistungsfähigkeit<br />
beeindruckt.<br />
Die CNK420-Anlage operiert unter<br />
optimalen Bedingungen mit einem<br />
Ansaug druck von 84 mbar(g) und<br />
einem Enddruck von 10 bar(g). Diese<br />
Parameter sind entscheidend für die<br />
effektive Gasaufbereitung und gewährleisten<br />
eine zuverlässige Qualität<br />
des Biomethans. Die Anlage liefert<br />
eine beeindruckende Leistung<br />
von 1.580 m³/h, was sie zu einer der<br />
leistungs stärksten Anlagen ihrer Art<br />
macht. Zudem ermöglicht die Konstruktion<br />
eine maximale Lieferleistung<br />
von bis zu 1.800 m³/h, was die Anpassungsfähigkeit<br />
an wechselnde Anforderungen<br />
des Marktes ermöglicht. Insgesamt<br />
stellt die CO 2 -Gewinnung im<br />
Rahmen der Gasaufbereitungstechnologie<br />
einen bedeutenden Schritt in<br />
Richtung einer nachhaltigen und leistungsfähigen<br />
Energie versorgung dar,<br />
die ökonomische mit ökologischen<br />
Aspekten perfekt vereint.<br />
BAUER KOMPRESSOREN GmbH<br />
München<br />
www.bauer-kompressoren.de<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
17
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Drahtgewebe als Schlüssel zur<br />
Kostensenkung in der Wasserstoffproduktion<br />
Innovative Porous Transport Layer (PTL) für skalierbare Elektrolyse-Stacks<br />
Lars Wegner und Bentja Witte<br />
Wasserstoff: Energieträger mit<br />
Herausforderungen<br />
Wasserstoff gilt als Schlüsseltechnologie<br />
der Energiewende. Als speicherbarer<br />
Energieträger aus erneuerbaren<br />
Quellen unterstützt er die<br />
Dekarbonisierung energieintensiver<br />
Industrien und den Aufbau sektorübergreifender<br />
Energiesysteme.<br />
Doch sein wirtschaftlicher Durchbruch<br />
hängt maßgeblich von einem<br />
Faktor ab: den Kosten. Derzeit ist die<br />
Produktion von Wasserstoff über die<br />
Elektrolyse noch deutlich zu teuer,<br />
um mit fossilen Alternativen zu konkurrieren.<br />
In Deutschland beispielsweise<br />
liegen die Erzeugungskosten<br />
für ein Kilogramm grünen Wasserstoffs<br />
mit über 7,50 € (Stand: Juni<br />
20<strong>25</strong>, Q1) deutlich über dem Zielwert<br />
von einem US-Dollar, den etwa das<br />
Department of Energy (DOE) in den<br />
USA als Benchmark für eine wettbewerbsfähige<br />
Wasserstoffwirtschaft<br />
gesetzt haben (Q2; Q3).<br />
Ein ambitioniertes Ziel, das<br />
nur durch technologische Innovationen<br />
und industrielle Skalierung<br />
erreichbar ist. Ein Beispiel: In der<br />
PEM-Elektro lyse (Proton Exchange<br />
Membrane) liegt der größte Hebel<br />
zur Kosten reduktion im Stack <strong>–</strong> dem<br />
Herzstück des Elektrolyseurs. Hier<br />
entstehen die höchsten Investitionskosten<br />
( CAPEX). Um diese zu senken,<br />
braucht es:<br />
HyVentus, der Referenzstack für Elektrolyseure Bild: Referenzfabrik.H 2<br />
Herausforderungen im Stack <strong>–</strong><br />
die Rolle der Porous Transport<br />
Layer (PTL)<br />
kus. Der Stack setzt sich aus unterschiedlichen<br />
Komponenten mit verschiedenen<br />
Funktionen zusammen<br />
<strong>–</strong> darunter auch die Porous Transport<br />
Um die Wirtschaftlichkeit der Elektrolyse<br />
Layer (PTL), die als Teil der Mem<br />
zu steigern, rückt der Stack bran-Elektrodeneinheit (MEA) entscheidend<br />
als zentrale Baugruppe in den Fo<br />
zur Effizienz beiträgt. Sie<br />
• Kosteneffiziente Materialien und<br />
Fertigungstechnologien<br />
• Skalierbare Designs für die<br />
Großserienfertigung („Design to<br />
Assembly“)<br />
• Leistungsfähige Komponenten, die<br />
Effizienz und Lebensdauer steigern<br />
Abb. 1: Diagramm zur Kostenreduktion im PEM-Elektrolyseur<br />
Bild: in Anlehnung an Referenzfabrik.H 2<br />
18 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
befindet sich zwischen der Bipolarplatte<br />
und der katalysatorbeschichteten<br />
Membran (CCM) und erfüllt zwei<br />
essenzielle Aufgaben:<br />
• Zuführung von Reinstwasser zur<br />
CCM (Catalyst Coated Membrane)<br />
• Abtransport der entstehenden<br />
Gasblasen<br />
Damit diese Prozesse zuverlässig<br />
funktionieren, muss die PTL eine<br />
hohe elektrische Leitfähigkeit, Porosität<br />
und Korrosionsbeständigkeit<br />
aufweisen <strong>–</strong> um auch unter extremen<br />
Betriebsbedingungen die CCM<br />
zu schützen. Die Materialwahl und<br />
Struktur der PTL beeinflussen somit<br />
maßgeblich die Effizienz, Lebensdauer<br />
und Kosten eines Elektrolyseurs.<br />
Bisher kommen häufig Titanfaservliese<br />
oder pulverversinterte<br />
Materialien als PTL zum Einsatz.<br />
Diese bieten zwar eine hohe Porosität,<br />
weisen aber auch Nachteile<br />
auf:<br />
Abb. 2: Die MINIMESH ® RPD HIFLO-S Filtertresse als beispielhaftes 3D-Drahtgewebe<br />
<br />
Bild: Haver & Boecker<br />
• Inhomogene Porenverteilung: Die<br />
Porosität variiert über die Fläche<br />
• Chaotische Struktur: Gasblasen<br />
oder Tropfen können sich einkapseln<br />
und die Effizienz mindern<br />
Die Lösung <strong>–</strong><br />
3D-Drahtgewebe als PTL<br />
Ein technologischer Durchbruch mit<br />
hohem industriellem Potential ist<br />
der Einsatz von dreidimensionalem<br />
Drahtgewebe aus Titan. Die Gewebestruktur<br />
orientiert sich an der so<br />
genannten RPD-HIFLO-Serie <strong>–</strong> einer<br />
speziell entwickelten Hochleistungs-Filtertresse,<br />
die durch ihre exakt<br />
definierbare Porengeometrie und<br />
hohe Durchflussleitung für Flüssigkeiten<br />
und Gase überzeugt. Anders<br />
als klassische Quadratmaschen oder<br />
Tressen bietet das Gewebe eine drei<br />
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Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Abb. 3: Aufbau des PEM-Stacks HyVentus <br />
dimensionale Architektur <strong>–</strong> die es<br />
nicht nur technologisch überlegen,<br />
sondern auch wirtschaftlich attraktiver<br />
macht:<br />
• Definierte Porengeometrie:<br />
Verhindert die Einkapselung von<br />
Gasblasen und ermöglicht deren<br />
schnellen Abtransport.<br />
• Vergleichsweite glatte Oberfläche:<br />
Sorgt für eine zuverlässige Kontaktierung<br />
der Membran, ohne diese<br />
mechanisch zu beschädigen.<br />
• Hohe Porosität im Inneren: Unterstützt<br />
die effiziente Gasdiffusion<br />
und Wasserverteilung.<br />
• Rolle-zu-Rolle-Verfahren:<br />
Ermöglicht eine automatisierte<br />
Verarbeitung im Stack-Assembly.<br />
• Kalibrierbare Enddicke: Gewährleistet<br />
flexibles Einsetzen in unterschiedliche<br />
Stack-Designs.<br />
• Kostenvorteil: Bis zu 70 % günstiger<br />
als herkömmliche Substitute,<br />
da thermische Sinterprozesse entfallen.<br />
• Höhere Effizienz: Verbesserte elektrochemische<br />
Performance gegenüber<br />
Vlies- oder pulverversinterten<br />
PTLs.<br />
Quellen<br />
Q1: www.oeko.de/fileadmin/<br />
oekodoc/Matthes_Brauer-<br />
Wasserstoff-Erzeugungskosten.pdf<br />
Q2: www.utilitydive.com/news/<br />
doe-clean-hydrogen-fuel-cellprogram-plan/715606/<br />
Das eingesetzte Material ist Titan<br />
Grade 1 (Werkstoff-Nr. 3.70<strong>25</strong>) <strong>–</strong> ein<br />
korrosionsbeständiger,<br />
hochreiner<br />
Werkstoff mit hervorragender elektrochemischer<br />
Stabilität. Die typische<br />
Dicke der PTL liegt zwischen 300 und<br />
700 µm, variabel je nach Drahtstärke<br />
und gewünschter Porosität.<br />
Der Einsatz von Drahtgewebe als<br />
PTL trägt damit auf mehreren Ebenen<br />
zur Kostensenkung in der Wasserstoffproduktion<br />
bei. Dank industrieller<br />
Webprozesse lässt es sich in großen<br />
Mengen effizient herstellen, was<br />
die Skalierbarkeit deutlich erhöht.<br />
Praxiseinblick: HyVentus <strong>–</strong><br />
Skalierbare Stack-Entwicklung in<br />
der Praxis<br />
Bild: Fraunhofer IWU<br />
Ein konkretes Entwicklungsprojekt,<br />
das exemplarisch zeigt, wie sich<br />
techno logische Innovationen in skalierbare<br />
industrielle Anwendungen<br />
überführen lassen, ist die Entwicklung<br />
des Elektrolyse-Stacks HyVentus<br />
<strong>–</strong> initiiert von der Referenzfabrik. H 2<br />
am Fraunhofer IWU. Ziel ist die Entwicklung<br />
eines kostengünstigen<br />
und skalierbaren Elektrolyse-Stacks,<br />
Q3: power-to-x.de/us-energieministerin-<br />
will-mit-hydrogen-shot-die-kosten-<br />
fuer-sauberen-wasserstoff-auf-<br />
1-dollar-pro-kilogramm-senken/<br />
dessen Design konsequent auf die<br />
spätere Großserienfertigung ausgelegt<br />
ist.<br />
Dazu wurde ein branchenübergreifendes<br />
Konsortium ins<br />
Leben gerufen, das mittlerweile<br />
über 30 Partner aus Industrie und<br />
Forschung vereint <strong>–</strong> darunter das<br />
Fraunhofer IWU, Linamar, Aumann,<br />
das Fraunhofer ENAS, HORIBA und<br />
HAVER & BOECKER. Gemeinsam analysieren<br />
sie sämtliche Komponenten<br />
des Stacks und entwickeln neue<br />
Lösungen, die sich für eine industrielle<br />
Serienfertigung eignen <strong>–</strong> von<br />
der Bipolarplatte über die CCM und<br />
GDL (Gas Diffusion Layer) bis hin zur<br />
Stromverteilerplatte und PTL.<br />
Bei der PTL zeigt sich das<br />
Potential innovativer Materialien wie<br />
Drahtgewebe: Durch die Rolle-zu-<br />
Rolle-Ferti gung lässt sich das Gewebe<br />
ideal mit anderen skalierbaren Verfahren<br />
kombinieren <strong>–</strong> etwa mit dem<br />
Walzprägeverfahren, das im Projekt<br />
für die Herstellung der Bipolarplatten<br />
eingesetzt wird. Diese Technologie<br />
ermöglicht die präzise Strukturierung<br />
metallischer Platten bei gleichzeitig<br />
hoher<br />
Produktionsgeschwindigkeit<br />
und verringerten Stückkosten.<br />
Das Prinzip „Design for<br />
Manufacturing & Assembly“ zieht sich<br />
dabei durch alle Ebenen des Projekts:<br />
Komponenten werden nicht nur funktional,<br />
sondern auch fertigungstechnisch<br />
optimiert. So entsteht ein Stack,<br />
der nicht nur leistungsfähig, sondern<br />
auch wirtschaftlich produzierbar ist <strong>–</strong><br />
ein entscheidender Schritt auf dem<br />
Weg zur Wasserstoffproduktion für<br />
einen US-Dollar pro Kilogramm.<br />
Autoren:<br />
Lars Wegner (MBA & Eng.)<br />
Business Development Manager<br />
E-Mail: L.Wegner@haverboecker.com<br />
Bentja Witte, Marketing<br />
HAVER & BOECKER OHG<br />
www.haverboecker.com<br />
20 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
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Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Ventile im Sondermaschinenbau<br />
Prüfstand für die Konditionierung von Elektrolyseuren<br />
Benjamin Krüger<br />
Die unterschiedlichsten Prozesse<br />
sind für die Regelung von Fluiden<br />
oder Gasen auf Ventile angewiesen,<br />
angefangen von der Wasserund<br />
Abwasseraufbereitung über<br />
die Food- und Pharmaindustrie bis<br />
hin zur Kosmetikherstellung oder<br />
Petro chemie sowie bei Wasserstoffanwendungen.<br />
Auch in vielen<br />
Prüfeinrichtungen sind Ventile unabdingbar,<br />
zum Beispiel in einem<br />
vollautomatisierten Prüfstand<br />
zur Konditionierung von Elektrolyseuren.<br />
Gefragt sind hier Eigenschaften<br />
wie Korrosionsbeständigkeit,<br />
Dichtheit und Zuverlässigkeit.<br />
Grüner Wasserstoff, der durch<br />
Elektro lyse mit Strom aus erneuerbaren<br />
Energien wie Sonne, Wasser<br />
und Wind hergestellt wird, ist einer<br />
der wichtigsten Bausteine für eine<br />
nachhaltige und klimaneutrale<br />
Energie wirtschaft. Das Funktionsprinzip<br />
der Elektrolyse wurde bereits<br />
Anfang des 19. Jahrhundert entdeckt.<br />
Der französische Schriftsteller und<br />
Visionär Jules Verne hat in seinem<br />
Roman „Die geheimnisvolle Insel“<br />
bereits 1875 das Potential von Wasser<br />
und Wasserstoff erkannt: „Das<br />
Wasser ist die Kohle der Zukunft.<br />
Die Energie von morgen ist Wasser,<br />
das durch elektrischen Strom zerlegt<br />
worden ist. Die so zerlegten Elemente<br />
des Wassers, Wasserstoff und<br />
Sauerstoff, werden auf unabsehbare<br />
Zeit hinaus die Energieversorgung<br />
der Erde sichern.“ Heute ist Wasserstoff<br />
zugleich Energieträger, Prozessgas<br />
und Energiespeicher. Elektrolyseure<br />
spalten dafür Wasser in<br />
seine Bestandteile Wasserstoff und<br />
Sauerstoff.<br />
Reinstwasser zur Konditionierung<br />
der PEM-Membranen<br />
Bei der so genannten PEM-Elektrolyse<br />
dient eine Protonen-Austausch-Membran<br />
(Proton Exchange<br />
Prüfstand für Elektrolyseure<br />
Mem brane) als ionisch leitfähiges<br />
Medium zwischen Anode und Kathode.<br />
Wenn eine Spannung anliegt,<br />
wird Wasser an der Anode aufgespalten.<br />
Es entsteht Sauerstoff, die<br />
Protonen wandern durch die Membran<br />
zur Kathode und reagieren dort<br />
zu Wasser stoff. Vor der Inbetriebnahme<br />
müssen die Elektrolyseure in<br />
den Prüfstand und konditioniert werden.<br />
Sie werden befeuchtet, denn<br />
die Membranen müssen für den Betrieb<br />
einen bestimmten Feuchtegrad<br />
haben. Für einen ihrer Kunden hat<br />
die Albert & Hummel GmbH deshalb<br />
jetzt einen vollautomatischen Prüfstand<br />
für Elektro lyseure beziehungsweise<br />
deren Stacks entwickelt (Aufmacherbild).<br />
Das Unternehmen mit Sitz in<br />
Bamberg gilt schon seit über dreißig<br />
Jahren als kompetenter Partner<br />
im Sondermaschinenbau sowie bei<br />
der Entwicklung individueller Automation-<br />
und Steuerungslösungen.<br />
Auch die Prüfung und Fertigung neuartiger<br />
Energie- und Antriebssysteme<br />
wurde mittlerweile zu einem<br />
Schwerpunkt der Entwicklungsarbeit.<br />
Für die Optimierung der Leistung<br />
von Elektrolyt -Membranen am Prüf<br />
Bild: Albert & Hummel<br />
stand ist eine gute Befeuchtung von<br />
großer Bedeutung. Dazu wird Reinstwasser<br />
(VE-Wasser) unter definierten<br />
Bedingungen durch den Elektrolyseur-Prüfstand<br />
geleitet. Volumenströme,<br />
unterschiedliche Temperaturen<br />
und Drücke sorgen dann für die<br />
gewünschte Konditionierung.<br />
Agile Projektumgebung stellt<br />
hohe Anforderungen<br />
Das Reinstwasser wird während der<br />
Konditionierung auf unterschiedlichen<br />
Wegen durch den Prüfstand<br />
gepumpt. So sorgt ein Bypass-<br />
Regelsystem für den gewünschten<br />
Volumenstrom, über einen Wärmetauscher<br />
wird die notwendige Temperatur<br />
erreicht, für das Druckniveau<br />
sind Pumpen verantwortlich.<br />
Zahlreiche Ventile übernehmen das<br />
Befüllen und Entleeren der Rohrleitungen<br />
und schalten zwischen den<br />
unterschiedlichen Fließwegen des<br />
Reinstwassers um. Dabei gilt, alle<br />
im Prüfstand eingesetzten Komponenten<br />
müssen hohe Anforderungen<br />
erfüllen. Die Ventile beispielsweise<br />
müssen zuverlässig und schnell<br />
schalten, sich gut in die Steuerungs<br />
22 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Abb. 1: Die Prozessregelventile mit ELEMENT-Steuerkopf im Prüfstand kommunizieren mit<br />
der übergeordneten Steuerung über klassische Analogsignale. Bild: Albert & Hummel<br />
umgebung einbinden lassen und dürfen<br />
bei Kontakt mit dem entmineralisierten<br />
Wasser nicht korrodieren.<br />
Erschwerend kam hinzu, dass<br />
sich während der Entwicklung des<br />
Prüfstands immer wieder Änderungen<br />
bei den Spezifikationen der<br />
Ventile ergaben. Mit Bürkert Fluid<br />
Control Systems fanden die Bamberger<br />
Sondermaschinenbauer aber<br />
einen kompetenten Partner, mit dem<br />
die Zusammenarbeit auch in einer<br />
Abb. 2: Die Prozessregelventile im durchflussoptimierten<br />
Edelstahlgehäuse haben<br />
ihre Zuverlässigkeit schon in vielen Anwendungsbereichen<br />
unter schwierigen Einsatzbedingungen<br />
bewiesen.<br />
Bild: Bürkert Fluid Control Systems<br />
solchen agilen Projektumgebung<br />
funktionierte. Versprochenes wurde<br />
innerhalb kurzer Zeit realisiert,<br />
Liefer fristen wurden eingehalten und<br />
die Fluidikspezialisten unterstützten<br />
jederzeit, wenn es galt, gemeinsam<br />
eine passsende Lösung zu finden.<br />
Ventile für zuverlässiges und<br />
schnelles Schalten<br />
Heute sind am neuen Elektrolyseur-<br />
Prüfstand vier Prozessregelventile<br />
mit ELEMENT-Steuerkopf (Abb. 1 und<br />
2) eingesetzt (Typ 8802), zehn On/ Off-<br />
Prozessventile (Typ 8801) sowie zahlreiche<br />
Magnetventile der Typen 6240<br />
(Abb. 3) beziehungsweise 6027. Sie<br />
sind für den Druckbereich PN <strong>25</strong><br />
ausgelegt, bestehen aus korrosionsbeständigem<br />
V4-Edelstahl und ihre<br />
Dichtungen sind für Einsatz im Reinstwasser<br />
geeignet. Kunststoffventile,<br />
die ebenfalls keine Probleme mit<br />
VE-Wasser haben, kamen aufgrund<br />
des hohen Drucks nicht in Frage.<br />
Die Prozessregelventile im<br />
durchflussoptimierten<br />
Edelstahlgehäuse<br />
haben zudem ihre Zuverlässigkeit<br />
schon in vielen anderen<br />
Anwendungsbereichen unter schwierigen<br />
Einsatzbedingungen bewiesen,<br />
zum Beispiel auch bei Wasserstoffapplikationen.<br />
Ihr Design erlaubt die<br />
einfache Integration von Automatisierungseinheiten<br />
in allen Ausbaustufen,<br />
von der elektrisch optischen<br />
Stellungsrückmeldung über die<br />
pneumatische Ansteuerung bis hin<br />
zur integrierten Feldbusschnittstelle.<br />
Die im Prüfstand eingesetzte<br />
Steuerkopfvariante kommuniziert<br />
mit der übergeordneten Steuerung<br />
über klassische Analogsignale.<br />
Hohe Lebens dauer und Dichtheit<br />
werden durch die bewährte selbstnachstellende<br />
Dachmanschetten-<br />
Spindel packung erreicht. Das hochintegrierte<br />
System aus Ventil und<br />
Automatisierungseinheit<br />
überzeugt<br />
außerdem durch seine Kompaktheit,<br />
ein glatt flächiges Design und integrierte<br />
Steuer luftkanäle.<br />
Auch die anderen Ventile, die am<br />
Elektrolyseur-Prüfstand<br />
eingesetzt<br />
sind, haben sich bereits in vielen Anwendungen<br />
bewährt; sie sind druck-<br />
sowie leckagesicher und tragen damit<br />
zur zuverlässigen, möglichst druckverlustfreien<br />
Funktion des gesamten<br />
Prüfstands bei. Auch bei zukünftigen<br />
Projekten will Albert & Hummel wieder<br />
mit den Fluidikexperten zusammenarbeiten.<br />
Die Bamberger planen,<br />
weitere Prüfstände für unterschiedliche<br />
Branchen zu entwickeln, bei<br />
denen ebenfalls Fluide im Spiel sind.<br />
Die Sondermaschinenbauer lobten<br />
die gute Zusammenarbeit und das<br />
breite Sortiment an Ventilen und<br />
Messtechnik des Fluidikspezialisten.<br />
Abb. 3: Die zahlreichen Magnetventile sind<br />
druck- sowie leckagesicher und tragen damit<br />
zur zuverlässigen, möglichst druckverlustfreien<br />
Funktion des gesamten Prüfstands<br />
bei.<br />
Bild: Bürkert Fluid Control Systems<br />
Autor:<br />
Benjamin Krüger<br />
Account Manager Area Nord bei<br />
Bürkert Fluid Control Systems<br />
Weitere Informationen:<br />
www.buerkert.de/wasserstoff<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
23
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
Der sichere Weg für Wasserstoff <strong>–</strong><br />
mit dem MEGC-Container<br />
Felix Brühl und Benjamin Lemke<br />
Der MEGC-Container bietet eine einzigartige Kombination aus Überwachung, vielseitigen Betriebsmodi, optimierten Wartungsprozessen und<br />
einer Möglichkeit, der Vernetzung von Logistikplattformen. <br />
Bild: Hexagon Purus<br />
Endress+Hauser entwickelt mit vier<br />
Projektpartnern im Rahmen eines<br />
öffentlich geförderten Projektkonsortiums<br />
einen innovativen<br />
MEGC-Container (Multiple-Element<br />
Gas Container), der neue Maß stäbe<br />
im sicheren und effizienten Wasserstofftransport<br />
setzt. Als durchdachtes<br />
Gesamtsystem vereint er<br />
modernste Mess- und Automatisierungstechnik<br />
mit innovativer<br />
Speicher- und Werkstofftechnologie<br />
<strong>–</strong> und schafft so eine zentrale<br />
Voraus setzung für den Markthochlauf<br />
von Wasserstoff.<br />
Wasserstoff gilt als strategisch wichtiger<br />
Energieträger für die Transformation<br />
von Industrie und Mobilität.<br />
Doch seine breite Nutzung wird bislang<br />
durch erhebliche Transport hürden gebremst.<br />
Da ein leistungsfähiges Pipeline-Netz<br />
fehlt, erfolgt die Verteilung<br />
überwiegend per LKW, Bahn oder<br />
Schiff. Diese Transportwege stellen<br />
besondere Anforderungen an Druckspeicher,<br />
Sicherheit und Handhabung.<br />
Genau hier setzt der MEGC-Container<br />
an: Entwickelt wurde er von einem<br />
starken Konsortium <strong>–</strong> Endress+Hauser,<br />
einem weltweit führenden Anbieter<br />
von Mess- und Automatisierungstechnik,<br />
Hexagon Purus, einem Spezialisten<br />
für<br />
Wasserstoff-Hochdruckbehälter,<br />
DB Cargo BTT, einem führenden<br />
Dienstleister für Gefahrgutlogistik<br />
im Schienen güterverkehr, Infraserv<br />
Höchst, Betreiber des Industrieparks<br />
Höchst mit langjährigem Wasserstoff-<br />
Know-how und dem Fraunhofer IML,<br />
spezialisiert auf Forschung zu Materialfluss<br />
und Logistik. Gefördert wird das<br />
Kooperationsprojekt durch das Bundesministerium<br />
für Wirtschaft und<br />
Energie.<br />
Durch die Kombination aus Automatisierungskompetenz<br />
und Werkstoff-<br />
sowie Speichertechnologie ermöglicht<br />
der Container einen sicheren,<br />
multimodalen Transport, reduziert<br />
logistische Risiken und steigert die<br />
Effizienz in der gesamten Lieferkette.<br />
Multimodaler Einsatz mit<br />
hoher Transportkapazität<br />
Der MEGC-Container ist als 40‘ PW-<br />
Container aufgebaut, der flexibel<br />
in verschiedenen Transportumgebungen<br />
eingesetzt werden kann <strong>–</strong><br />
ob auf Güterzügen, Schiffen oder<br />
Abb. 1: Endress+Hauser entwickelt im Rahmen eines öffentlich geförderten Projektkonsortiums<br />
einen MEGC-Container, der neue Maßstäbe im sicheren und effizienten Wasserstofftransport<br />
setzt.<br />
Bild: Endress+Hauser<br />
24 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Effizientes Handling von Energiegasen<br />
auf LKWs. Mit einer Kapazität von bis<br />
zu 1.<strong>25</strong>0 Kilogramm Wasserstoff bei<br />
500 bar Druck bietet er viel Transportvolumen<br />
und erfüllt gleichzeitig<br />
höchste Sicherheitsanforderungen.<br />
Besonders wichtig ist die eingebaute<br />
Fernüberwachung: Sie erfasst<br />
laufend Daten zu Druck, Temperatur<br />
und Standort des Containers, dokumentiert<br />
diese und überträgt sie sicher.<br />
Auf diese Weise behalten Betreiber<br />
jederzeit den Überblick über<br />
ihre gesamte Flotte und können<br />
Transporte effizienter planen und<br />
steuern.<br />
Betriebsmodi für stationäre und<br />
mobile Anwendungen<br />
Im Regelbetrieb arbeitet der Container<br />
in zwei Betriebsmodi. Im<br />
stationären Modus lassen sich<br />
Be- und Entladevorgänge über berechnete<br />
Füllkurven steuern, auch<br />
druck- und temperaturgeführte Ladeprozesse<br />
sind möglich. Für sämtliche<br />
Abläufe gibt es ein lückenloses Protokoll<br />
<strong>–</strong> sowohl lokal als auch remote <strong>–</strong><br />
und Daten wie etwa für eichpflichtige<br />
Mengenmessung und Abrechnungen<br />
werden automatisiert ausgetauscht.<br />
Steuerung und Kommunikation können<br />
kabellos (WLAN mit Profi-Safe)<br />
erfolgen und sind dank offener Protokolle<br />
mit eigenen wie auch fremden<br />
Bedienpanels kompatibel. Für den<br />
Notfall steht zusätzlich ein manueller<br />
Betrieb zur Verfügung, bei dem<br />
der Container pneumatisch per Hand<br />
bedient werden kann. Zur exakten<br />
Erfassung der Wasserstoffmengen<br />
ist ein eichfähiges Messsystem integriert,<br />
das sowohl Aufnahme als auch<br />
Abgabe dokumentiert und damit eine<br />
präzise, revisionssichere Abrechnung<br />
zwischen Erzeugern und Verbrauchern<br />
ermöglicht.<br />
Darüber hinaus übernimmt der<br />
Container das Befüllen und Entladen<br />
autonom: Über automatisierte Kommunikation<br />
mit den Gegenstationen<br />
via offene Schnittstellen wird der<br />
Logistik prozess zuverlässig und effizient<br />
unterstützt.<br />
Im mobilen Modus, also während<br />
des Transports per Bahn, LKW oder<br />
Binnenschiff, erfasst und überträgt<br />
der Container alle sicherheits- und<br />
logistik relevanten Betriebsdaten <strong>–</strong><br />
darunter Druck, Temperatur, Füllvolumen<br />
sowie die aktuelle GPS-Position<br />
via Mobilfunk.<br />
Effizienzsteigerung durch<br />
automatisierte Wartungsprozesse<br />
Im Wasserstofftransport ist jede<br />
Stunde von Bedeutung, in der ein<br />
Container nicht genutzt werden<br />
kann. Vorgeschriebene Wartungsund<br />
Sicher heitsprüfungen sind unerlässlich,<br />
binden jedoch Zeit und verringern<br />
so die Einsatzbereitschaft der<br />
Container.<br />
Genau hier schafft die Heartbeat<br />
Technology von Endress+Hauser Abhilfe.<br />
Im speziellen Wartungs modus<br />
lassen sich die erforderlichen SIL-<br />
Wiederholungsprüfungen automatisiert,<br />
berührungslos und per<br />
Bluetooth durchführen <strong>–</strong> ohne dass<br />
Bauteile ausgebaut werden müssen.<br />
Damit verkürzt sich beispielsweise<br />
ein Prüfprozess von Messgeräten<br />
von bislang rund 35 Minuten<br />
auf nur 2 Minuten und 40 Sekunden.<br />
Das bedeutet über 90 Prozent<br />
Zeitersparnis. Gleichzeitig sinkt das<br />
Fehlerrisiko, die Sicherheit steigt,<br />
und das Personal wird spürbar entlastet.<br />
Vor allem steht der Container<br />
deutlich schneller wieder für den<br />
Transport zur Verfügung <strong>–</strong> ein messbarer<br />
Gewinn an Zuverlässigkeit und<br />
Leistung in der gesamten Wasserstofflogistik.<br />
Vernetzung und Integration in<br />
Wasserstoffnetzwerke<br />
Im Alltag zählt nicht nur ein sicherer<br />
Transport bei minimalen Stillstandszeiten,<br />
sondern ebenso die präzise<br />
Verteilung: Wo wird Wasserstoff gerade<br />
benötigt, wo steht er zur Verfügung<br />
und wie kann er schnell und effizient<br />
transportiert werden? Dank offener<br />
Schnittstellen lassen sich die MEGC-<br />
Container in ein über geordnetes<br />
Wasserstoff-Informations netzwerk<br />
einbinden. Dieses Netzwerk erfasst<br />
fortlaufend Daten zu Angebot und<br />
Nachfrage, dokumentiert sie und<br />
stellt sie transparent bereit. Auf dieser<br />
Basis können Betreiber die Versorgung<br />
gezielt steuern <strong>–</strong> flexibel,<br />
transparent und effizient. Damit entsteht<br />
ein wichtiger Baustein für den<br />
Abb. 2: Der MEGC-Container ist als Standard<br />
40“-Container aufgebaut, der flexibel in verschiedenen<br />
Transportumgebungen eingesetzt<br />
werden kann <strong>–</strong> ob auf Güter zügen, Schiffen<br />
oder auf LKWs. Bild: Endress+Hauser<br />
Aufbau einer zuverlässigen Lieferkette<br />
und eine funktionierende Wasserstoffinfrastruktur.<br />
Die Lösung vereint moderne<br />
Überwachung, flexible Betriebsmodi,<br />
optimierte Wartungsprozesse<br />
und die nahtlose Vernetzung mit<br />
Logistik plattformen. Damit wird der<br />
smarte MEGC-Container zu einem<br />
Schlüsselbaustein für eine kurz- und<br />
langfristige Sicherung der Wasserstoffversorgung<br />
und eine erfolgreiche<br />
Wasserstoffstrategie.<br />
Autoren:<br />
Felix Brühl<br />
Business Development Manager<br />
(Sales Marketing)<br />
Benjamin Lemke<br />
Expert System Architecture bei<br />
Endress+Hauser<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
<strong>25</strong>
Energierückgewinnung<br />
Innovatives Shuttlelager mit Energierückspeisung<br />
Hoch hinaus mit Bergzeit<br />
Andrea Balser<br />
ersten Jahren wurde hier der komplette<br />
Versand manuell abgewickelt.<br />
Weil die Kapazitätsgrenze bald erreicht<br />
war, beschloss die Geschäftsleitung<br />
2020 den Neubau eines automatisierten<br />
Shuttle-Lagers.<br />
Vom Dachboden ins Hochregallager<br />
Die sinusförmige Netzrückspeisung Movidrive MDR90B (Bildmitte, grau) ist für 50 kW Einund<br />
Rückspeiseleistung mit maximaler 2,5-facher Überlast ausgelegt. Sie ist ebenso wie der<br />
Frequenzumrichter Movidrive modular mit vier Achsen (rechts daneben) Bestandteil des<br />
Automatisierungsbaukastens Movi-C.<br />
Bild: SEW<br />
54.000 Stellplätze für Bergsport-<br />
Bekleidung und -ausrüstung in sieben<br />
Gassen. Mit seinem 2022 in<br />
Betrieb genommenen Hochregallager<br />
und der nachgelagerten Logistik<br />
beliefert die Bergzeit GmbH ihre<br />
Kunden seither noch schneller und<br />
nachhaltiger. Das neue Shuttle-<br />
Lager ist mit rückspeisefähiger<br />
Antriebstechnik von SEW-Eurodrive<br />
ausgestattet.<br />
Ob Wandern, Klettern, Bergsteigen,<br />
Skitouren oder Radfahren <strong>–</strong> die<br />
Bergzeit GmbH bietet ihren Kunden<br />
ein breites Produktspektrum für<br />
den Bergsport an. Das Unternehmen<br />
hat seinen Sitz im oberbayerischen<br />
Otterfing, ca. 30 Kilometer südlich<br />
von München. Der Bergsportausrüster<br />
wurde 1999 als klassisches<br />
Start-up mit einem Dachbodengeschäft<br />
gegründet. Anfangs stellte<br />
der Gründer Klaus Lehner Toureninformationen<br />
im Internet bereit und<br />
kam über das Tourenportal mit vielen<br />
Menschen in Kontakt. Daraus ergaben<br />
sich immer mehr Anfragen für<br />
Ausrüstungsgegenstände.<br />
Mit Fahrradcomputern war der<br />
Grundstein gelegt für den Vertrieb im<br />
Internet. 2001 ging der Onlineshop<br />
„Bergzeit“ live. Das Unternehmen<br />
wuchs rasch. 2003 und 2010 wurden<br />
Filialen in Großhartpenning bei Holzkirchen<br />
und in Gmund am Tegernsee<br />
eröffnet. 2017 wurde in Otterfing<br />
bei Holzkirchen der Neubau der<br />
Bergzeit-Zentrale mit Logistik und<br />
Verwaltungsgebäude eröffnet. In den<br />
Nach Fertigstellung des Anbaus ließ<br />
Bergzeit die Regalanlage durch einen<br />
Dienstleister errichten. Im Anschluss<br />
baute die psb intralogistics GmbH die<br />
Shuttles ein. „Neben einer effizienten<br />
Logistikabwicklung sollte das Shuttle-<br />
Lager energetisch nachhaltig sein“,<br />
berichtet Holger Cecco-Stark, Head<br />
of Facility & ECO-Management bei<br />
Bergzeit. Eine Anforderung war deshalb,<br />
die Bremsenergie der Lifte ins<br />
Netz zurückzuspeisen. An dieser Stelle<br />
kamen Antriebe mit Rückspeiseeinheiten<br />
von SEW-Eurodrive ins<br />
Spiel. Weil das neue Hochregallager<br />
eine energieintensive Anlage ist, wurde<br />
ein zudem neuer Transformator<br />
installiert. Im Jahr 2022 wurde das<br />
automatisierte Lager fertiggestellt. Es<br />
umfasst 54.000 Lagerplätze in sieben<br />
identischen Gassen. In diesen sind jeweils<br />
acht Shuttles unterwegs, die in<br />
den Ebenen frei versetzbar sind. „In<br />
den Gassen arbeiten wir mit dreifach<br />
tiefer Lagerung“, erklärt Cecco-Stark.<br />
Wo das Shuttle anhält, kann es also<br />
sechs Lagerplätze bedienen“.<br />
Abb. 1: In diesem Gebäudekomplex befindet sich die Verwaltung, dahinter in zwei Hallen die<br />
Logistik von Bergzeit.<br />
Bild: Bergzeit<br />
26 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energierückgewinnung<br />
Heber mit starker Beschleunigung<br />
In diesem Hochregallager sind jeweils<br />
zwei Heber an der Frontseite<br />
und zwei Heber in der Mitte<br />
einer Gasse installiert. Auf Wunsch<br />
des Kunden wurden sinusförmige<br />
Rückspeise module eingesetzt. Klaus<br />
Kröner, Appli kationsingenieur für<br />
Rückspeise geräte bei SEW-Eurodrive,<br />
betreute die Firma PSB schon bei<br />
den ersten Feldtests dieser Geräte.<br />
Der Anlagenbauer aus Pirmasens,<br />
ein langjähriger Partner von<br />
SEW-Eurodrive, setzte diese Rückspeisungen<br />
als einer der ersten Anwender<br />
ein. Gemeinsam mit einem<br />
Steuerungstechniker von PSB hat der<br />
Service von SEW-Eurodrive bei den sinusförmigen<br />
Rückspeiseeinheiten die<br />
Ansteuerung optimiert und Energiezähler<br />
ausgeführt. Über diese digitale<br />
Schnittstelle wird der aktuelle motorische<br />
bzw. generatorische Energiefluss<br />
gemessen. Die Rückspeisungen<br />
sind mit IGBTs bestückt, die mit<br />
12 kHz takten. Eine Filterdrossel als<br />
Tiefpass verhindert, dass die 12 kHz<br />
Taktfrequenz ins Netz gelangt. Wenn<br />
kein Fahrauftrag für die Lifte anliegt,<br />
wird nach einer Minute die Rückspeisung<br />
gesperrt, um Stillstandsverluste<br />
zu vermeiden. Die sinusförmige Netzrückspeisung<br />
Movidrive MDR90B<br />
ist für 50 kW Ein- und Rückspeiseleistung<br />
mit 2,5-facher Peakleistung<br />
ausgelegt. Ebenso wie die Frequenzumrichter<br />
der Baureihe Movidrive<br />
modular ist sie Bestandteil des Automatisierungsbaukastens<br />
Movi-C.<br />
Nachhaltige Energieversorgung<br />
Abb. 2: In der neuen Logistikhalle werden Transportkisten auf mehreren Förderstrecken<br />
kommisioniert.<br />
Bild: SEW<br />
Abb. 3: An den Komissionierarbeitsplätzen werden die Kleidungsstücke und Ausrüstungsgegenstände<br />
aus Behältern entnommen, die anschließend wieder zurück ins Lager fahren. Bild: SEW<br />
Abb. 4: Im Kartonaufrichter werden die Versandkartons auch an die tatsächliche Füllhöhe<br />
angepasst. Das trägt zur Ressourcenschonung auf dem weiteren Transportweg bei.Bild: SEW<br />
Die Bergzeit GmbH legt großen Wert<br />
auf den umweltschonenden Einsatz<br />
von Ressourcen. Im Rahmen der<br />
strategischen Ausrichtung hat das<br />
Unternehmen ein Energiekonzept<br />
entwickelt, das in nahezu allen Unternehmensbereichen<br />
etabliert ist und<br />
weiter ausgebaut wird. Seit 2020 lässt<br />
sich das Unternehmen nach dem<br />
euro päischen Umweltmanagementsystem<br />
EMAS validieren. Das „Eco-<br />
Management and Audit Scheme“<br />
stellt sicher, dass alle Umweltaspekte<br />
von Energieeinsatz bis zu Abfall und<br />
Emissionen rechtssicher und transparent<br />
umgesetzt werden.<br />
Für die Stromversorgung installierte<br />
Bergzeit eine Photovoltaik anlage auf<br />
dem Dach. Um zukunftssicher zu<br />
sein, wählte das Unternehmen die<br />
maximal mögliche Auslegung. „Heute<br />
produzieren wir ca. 550.000 Kilowattstunden<br />
pro Jahr“, erklärt Holger<br />
Cecco-Stark. „Bis 2030 wollen wir<br />
hier am Standort komplett auf fossile<br />
Energien verzichten.“ Auch bei der<br />
Dienstwagenflotte handelt das Unternehmen<br />
nachhaltig. Cecco-Stark<br />
erklärt: „Angefangen haben wir mit<br />
den Dienstwagen <strong>–</strong> weg vom Verbrenner,<br />
hin zu E-Fahrzeugen. Das<br />
haben wir zu 99 Prozent geschafft, im<br />
nächsten Jahr folgt der letzte Wagen“.<br />
Auch einer der zwei Logistikbusse,<br />
die die beiden Filialen beliefern, werde<br />
aktuell durch einen E-Transporter<br />
ersetzt. „In Otterfing ist der zentrale<br />
Wareneingang. Wenn eine Filiale<br />
Ware benötigt, wird sie hier kommissioniert<br />
und anschließend dorthin<br />
gebracht“, führt Cecco-Stark aus.<br />
Waren bewegung gibt es auch in der<br />
Gegenrichtung. Beispielsweise werden<br />
Produkte im oberen Preissegment<br />
in der Filiale präsentiert <strong>–</strong> sie<br />
müssen ja nicht unsichtbar im Lager<br />
herumliegen <strong>–</strong> aber gleichzeitig auch<br />
zum Kauf über den Online Shop an<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
27
Energierückgewinnung<br />
Abb. 5: In jeder Gasse arbeiten vier Getriebemotoren,<br />
zwei am Anfang und zwei in der<br />
Mitte der Gasse. Sie werden jeweils durch<br />
eine Umrichter-Achse gespeist. Bild: SEW<br />
geboten. Findet sich dort ein Käufer,<br />
wird die Ware zurück ins Zentrallager<br />
gebracht und von dort aus verschickt.<br />
Sauberer Strom zu einem<br />
günstigen Preis<br />
Die Photovoltaik-Anlage produziert<br />
jährlich bis zu 550.000 kWh Strom<br />
und ist nach Herkunftsnachweisregister<br />
(HKNR) zertifiziert. Damit<br />
darf die Bergzeit GmbH selbst Ökostrom<br />
erzeugen und verkaufen.<br />
Nach Versorgung des Bedarfs am<br />
Standort, z. B. der 20 betriebseigenen<br />
Lade stationen, speist das Unternehmen<br />
den übrigen Ertrag, rund<br />
40 Prozent, ins Stromnetz ein. „Wir<br />
haben den Strom zunächst über unseren<br />
Partner EWS (Elektrizitätswerke<br />
Schönau) unseren Mitarbeitenden<br />
zu einem vergünstigten Preis angeboten.<br />
Mittlerweile profitieren auch<br />
unsere Kunden davon“, berichtet<br />
Holger Cecco-Stark. Er glaube, regional<br />
autarke Energienetze seien die<br />
Zukunft, wenn die Netzwerksbetreiber<br />
mitspielten und der politische<br />
Wille da sei, bürokratische Hürden<br />
abzubauen.<br />
Nachhaltigkeit beeinflusst<br />
Kaufentscheidung<br />
Holger Cecco-Stark ist selbst begeisterter<br />
Bergsportler. Schon als<br />
Kind weckten die Alpen sein Interesse<br />
und verbrachte dort mit seinen<br />
Eltern viele Urlaube. Während seines<br />
Studiums machte er oft Bergtouren<br />
übers Wochenende. Vor rund<br />
12 Jahren nahm er seine Tätigkeit bei<br />
der Bergzeit GmbH auf und konnte<br />
das Nützliche mit dem Angenehmen<br />
verbinden. Durch seine ehrenamtliche<br />
Tätigkeit als Naturschutz-Ranger<br />
erkannte er schon früh die sinnvolle<br />
Symbiose aus Bergsport und Naturverbundenheit.<br />
Gemeinsam mit dem<br />
damals neuen Geschäftsführer erarbeitete<br />
er vor ca. acht Jahren ein<br />
erstes Nachhaltigkeitskonzept und<br />
stellte hierfür eine Nachhaltigkeitsmanagerin<br />
ein: „Mit ihr zusammen<br />
haben wir unsere Strategie und Ziele<br />
stetig weiterentwickelt, die für manch<br />
einen Kunden auch ein Argument für<br />
seine Kaufentscheidung ist.“<br />
Mobilarbeit unterstützt<br />
Nachhaltigkeitsziele<br />
2019 erstellte Bergzeit das erste Mal<br />
eine Klimabilanz und setzte sich auf<br />
dieser Basis ehrgeizige Ziele zur Reduzierung<br />
seines CO 2 -Fußabdrucks.<br />
Dazu schloss sich das Unternehmen<br />
der Science Based Targets Inititiative<br />
(SBTi) an. Gegenüber 2019 habe<br />
das Unternehmen heute rund 150<br />
Mitarbeiter mehr. Sie müssen natürlich<br />
irgendwie zur Arbeit kommen.<br />
Bergzeit bezuschusst das Deutschlandticket<br />
mit 50 %, um die Mitarbeiter<br />
zum Umstieg auf den ÖPNV zu<br />
motivieren. Otterfing liegt verkehrsgünstig<br />
an der S-Bahn <strong>–</strong> in Nord-Süd-<br />
Richtung. „Aber je nachdem, wo man<br />
wohnt, braucht man ein Auto“, konstatiert<br />
Cecco-Stark. „Diese Entwicklung<br />
ist komplett konträr zu unseren<br />
Nachhaltigkeitszielen“, führt der Leiter<br />
Facility & ECO-Management aus.<br />
Da versuche man gegenzusteuern,<br />
z. B. durch kostenfreie Lademöglichkeiten<br />
für E-PKW. Inzwischen nutzen<br />
rund <strong>25</strong> Beschäftigte diese Möglichkeit<br />
und investieren die Spritgeld-Ersparnis<br />
in ein Fahrzeugleasing. Ein<br />
weiterer, unterstützender Aspekt ist<br />
auch, dass der Bergsportausrüster<br />
sehr offen hinsichtlich Mobilarbeit<br />
ist: Jeder, bei dem es von der Tätigkeit<br />
her möglich ist (überwiegend in<br />
der Verwaltung), darf mobil arbeiten.<br />
Die Bergzeit GmbH setzt auf ein Vertrauensarbeitszeitmodell,<br />
das sehr<br />
gut funktioniere. Man lege Wert auf<br />
eine hohe Eigenorganisation, -verantwortung<br />
und -motivation, berichtet<br />
Cecco-Stark: „Das ist auch<br />
ein Entwicklungsprozess.“. Solange<br />
alle notwendige Aufgaben erledigt<br />
wären, sei es allen Mitarbeitern gegönnt,<br />
an einem schönen Wintertag<br />
mit Neuschnee spontan in die Natur<br />
zu gehen.<br />
Autorin:<br />
Andrea Balser<br />
Referentin Fachpresse<br />
SEW-Eurodrive, Bruchsal<br />
Abb. 6: Die Bergzeit GmbH stieg 2024 auf den Versandweg GoGreen Plus um<br />
Bild: Bergzeit<br />
Weitere Informationen:<br />
www.sew-eurodrive.de/netzrueckspeisung<br />
Slideshow-Podcast:<br />
youtu.be/N-mnuyf_kso<br />
28 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend heizen<br />
Best-Practice Heizungstausch<br />
Software als Schlüssel zur Wärmepumpe<br />
Stefano Fonseca<br />
Die Heizlast wird übersichtlich pro Raum berechnet und in einem 3D-Modell visualisiert.<br />
alle Bilder: autarc GmbH<br />
Der Weg zur Wärmepumpe beginnt<br />
mit der Heizlastberechnung<br />
Im Zuge der Wärmewende rücken<br />
Bestandsgebäude zunehmend in den<br />
Fokus. Lange galt: Wärmepumpen<br />
funktionieren nur im Neubau, doch<br />
die Praxis zeigt ein anderes Bild. Laut<br />
Bundesverband Wärmepumpe (BWP)<br />
können neun von zehn Bestandsgebäuden<br />
effizient mit Wärmepumpen<br />
beheizt werden <strong>–</strong> vorausgesetzt,<br />
sie kommen mit Vorlauftemperaturen<br />
unter 55° C aus. Oft reichen<br />
dafür schon wenige Sanierungsmaßnahmen,<br />
sofern sie überhaupt notwendig<br />
sind. Entscheidend ist nicht<br />
das Baujahr, sondern der Wärmebedarf.<br />
Die Heizlast eines Gebäudes bestimmt,<br />
wie groß und leistungsstark<br />
die Wärmepumpe sein muss. Wer<br />
hier präzise plant, legt den Grundstein<br />
für einen wirtschaftlichen und<br />
energieeffizienten Betrieb. Nur mit<br />
exakter Heizlastermittlung entsteht<br />
ein Heizsystem, das effizient arbeitet<br />
und förderfähig ist.<br />
Gerade im Gebäudebestand liegt<br />
großes Potential. Millionen Ein-, Zweiund<br />
Mehrfamilienhäuser mit veralteter<br />
Öl- oder Gasheizung bieten<br />
ideale Voraussetzungen für eine Umstellung<br />
<strong>–</strong> wenn die Planung stimmt.<br />
Moderne Tools wie die Heizlastberechnungssoftware<br />
von autarc<br />
unterstützen Fachplaner und Handwerksbetriebe<br />
in diesem Vorhaben<br />
<strong>–</strong> einfach, digital und normgerecht.<br />
Die Berechnungen erfüllen die Anforderungen<br />
der DIN EN 12831 und<br />
bilden damit eine fundierte Grundlage<br />
für die Auslegung förderfähiger<br />
Wärme pumpensysteme nach KfW-<br />
Vorgaben.<br />
Das Fundament jeder<br />
Wärmepumpenplanung:<br />
die Heizlastberechnung<br />
Am Anfang jeder erfolgreichen Umrüstung<br />
steht die Heizlast. Sie gibt an,<br />
wie viel Wärme ein Gebäude bei normierten<br />
Bedingungen benötigt, damit<br />
es auch am kältesten Wintertag<br />
behaglich warm bleibt. Die Berechnung<br />
erfolgt nach der europäischen<br />
Norm DIN EN 12831 <strong>–</strong> sie ist damit<br />
der verbindliche Maßstab für eine<br />
fach gerechte Planung.<br />
Denn erst mit dieser präzisen<br />
Analyse ist die optimale Abstimmung<br />
der Wärmepumpe auf das Ge<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
29
Energiesparend heizen<br />
Heizlast digital erfassen <strong>–</strong><br />
so funktioniert’s<br />
Abb. 1: Mit wenigen Eingaben lassen sich über 800+ Datenpunkte digital erfassen <strong>–</strong><br />
die Grundlage für eine präzise Heizlastberechnung.<br />
bäude möglich. Jedes Bauteil, jeder<br />
Raum, jede Nutzungssituation fließt<br />
in die Berechnung ein <strong>–</strong> von der<br />
Wanddämmung bis zur Fensterfläche.<br />
Das Ergebnis ist nicht nur eine<br />
verlässliche<br />
Auslegungsgrundlage,<br />
sondern auch ein zentrales Kriterium<br />
für System effizienz und Förderfähigkeit.<br />
Oft wird jedoch noch pauschal<br />
geplant: Verbrauchswerte vergangener<br />
Jahre oder überschlägige Schätzformeln<br />
dienen dann als Grundlage<br />
für die Dimensionierung. Solche<br />
Ansätze mögen schnell gehen, bergen<br />
aber Risiken. Wird die Anlage zu<br />
groß ausgelegt, steigt der Stromverbrauch<br />
unnötig. Ist sie unterdimensioniert,<br />
bleibt der Wohnkomfort auf<br />
der Strecke. Die Folge: schlechtere<br />
Jahresarbeitszahlen, höhere Investitions-<br />
und Betriebskosten, unzufriedene<br />
Nutzer.<br />
Hier setzt die Heizlastberechnung<br />
mit der Software von autarc an: Sie<br />
macht aus komplexen Anforderungen<br />
einen klar strukturierten Arbeitsprozess<br />
<strong>–</strong> nachvollziehbar, effizient<br />
und ideal geeignet für den Einsatz im<br />
Tagesgeschäft.<br />
Am Anfang jeder Heizlastberechnung<br />
steht die Bestandsaufnahme.<br />
Die Software von autarc führt Planer<br />
und Handwerker dabei durch<br />
alle relevanten Eingabeschritte <strong>–</strong> von<br />
der Gebäude hülle bis zur Wärmeverteilung.<br />
Die U-Werte können entweder direkt<br />
eingeben oder mit dem integrierten<br />
U-Wert-Rechner komfortabel ermittelt<br />
werden. Wer mehrere Räume<br />
mit denselben Bauteilstrukturen bearbeitet,<br />
kann zentrale Werte definieren<br />
und automatisch übernehmen <strong>–</strong><br />
ohne jede Wand oder Decke erneut<br />
einzeln konfigurieren zu müssen. Das<br />
spart Zeit und minimiert Eingabefehler<br />
zugleich.<br />
Ein zentrales Feature macht die<br />
Anwendung besonders effizient:<br />
Die Bauteileingabe wird durch den<br />
optionalen LiDAR-Scan noch präziser.<br />
Die Erfassung erfolgt per iPad<br />
Pro oder iPhone Pro, die LiDAR-Sensoren<br />
integrieren. Der Anwender<br />
stellt sich dabei im Raum auf und<br />
erfasst Wand-, Decken- und Bodenflächen<br />
mit einer einfachen Bewegung.<br />
Innerhalb weniger Sekunden<br />
entsteht ein exaktes 3D-Modell des<br />
Raums, das direkt in die Software<br />
übertragen wird. Raumgeometrien,<br />
Maße und Heizkörperpositionen<br />
werden dabei millimetergenau erfasst.<br />
Besonders bei komplexen<br />
Grundrissen, ver winkelten Räumen<br />
oder unvollständigen Bestandsunterlagen<br />
bietet dieses Verfahren<br />
einen echten Vorteil.<br />
Die Kombination aus digitaler<br />
Erfassung, intelligenter Vorbelegung<br />
und automatisierter Berechnung<br />
sorgt dafür, dass die Heizlast<br />
nicht nur exakt bestimmt, sondern<br />
auch strukturiert dokumentiert wird<br />
<strong>–</strong> normkonform nach DIN EN 12831<br />
und bereit für die nächsten Planungsschritte.<br />
Nächster Schritt: Die richtige<br />
Aufstellung finden<br />
Abb. 2: Dank KI-gestützter Erkennung werden Heizkörper automatisch identifiziert und mit<br />
den passenden Maßen hinterlegt.<br />
Nach der Heizlastberechnung folgt<br />
die Prüfung der Aufstellbedingungen.<br />
Dabei ist die Wahl der Wärmequelle<br />
entscheidend. In über 95 % der Fälle<br />
30 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend heizen<br />
fällt die Entscheidung auf eine Luft-<br />
Wasser-Wärmepumpe. Sie ist einfach<br />
installierbar und bietet verschiedene<br />
Aufstellmöglichkeiten: als Monoblock<br />
innen oder außen oder als Split-Gerät<br />
mit Innen- und Außeneinheit. So lässt<br />
sich die Wärmepumpe flexibel an die<br />
baulichen Gegebenheiten anpassen.<br />
Trotzdem müssen wichtige<br />
Faktoren beachtet werden: Lärmschutzvorgaben,<br />
Abstände zu Nachbarn,<br />
Zugänglichkeit der Außeneinheit,<br />
Fundament und Platzbedarf für<br />
Speicher. Bei Erdsonden, Flächenkollektoren<br />
oder Grundwasseranlagen<br />
sind Genehmigungen erforderlich, oft<br />
auch größere Eingriffe ins Grundstück.<br />
Die frühzeitige Planung hilft, technische<br />
Konflikte zu vermeiden und eine<br />
effiziente Lösung zu finden.<br />
Bestandsanalyse mit System <strong>–</strong><br />
Heizflächen erkennen, Hydraulik<br />
optimieren<br />
Nach der Heizlastermittlung folgt der<br />
Blick ins Detail: die Bestandsheizflächen.<br />
Hier entscheidet sich, ob und<br />
wie das bestehende Wärmeverteilsystem<br />
mit der Wärmepumpe harmoniert.<br />
Besonders bei älteren Gebäuden<br />
sind klassische Radiatoren<br />
Standard <strong>–</strong> doch was früher auf hohe<br />
Vorlauftemperaturen ausgelegt war,<br />
muss heute effizient mit 55 °C oder<br />
weniger arbeiten.<br />
Zur Minimierung des Aufwands<br />
dieser Analyse setzt die Software<br />
von autarc auf eine automatische<br />
Heizkörpererkennung. Während des<br />
LiDAR-gestützten Scans erkennt das<br />
System unterschiedliche Heizkörpertypen<br />
zuverlässig, selbst bei teilweiser<br />
Verdeckung oder engen Raumverhältnissen<br />
werden Position und<br />
Maße genau erfasst. Die Daten fließen<br />
direkt in die Planung ein und bilden<br />
die Basis für die Auslegung oder<br />
den Austausch einzelner Heizflächen.<br />
Gerade in Bestandsgebäuden<br />
kann so gezielt entschieden werden,<br />
ob bestehende Heizkörper weiterhin<br />
genutzt oder durch niedertemperaturfähige<br />
Alternativen wie Flächenheizungen<br />
oder Wärmepumpenheizkörper<br />
ergänzt werden sollten.<br />
Fußbodenheizungen, sofern vorhanden,<br />
bieten grundsätzlich gute<br />
Voraussetzungen für den Wärmepumpenbetrieb.<br />
Allerdings sollten<br />
bestehende Mischergruppen oder<br />
Kombinationen mit Radiatoren sorgfältig<br />
geprüft und hydraulisch angepasst<br />
werden. Bei Mischsystemen ist<br />
eine zonenweise Optimierung notwendig,<br />
damit alle Heizflächen auch<br />
bei abgesenkter Vorlauftemperatur<br />
effizient arbeiten.<br />
Ein weiteres zentrales Modul der<br />
Software: der hydraulische Abgleich.<br />
Noch immer fehlt dieser essenzielle<br />
Schritt in vielen Heizsystemen <strong>–</strong> mit<br />
negativen Folgen für Effizienz und<br />
Komfort. Die Anwendung unterstützt<br />
bei der Berechnung und Umsetzung,<br />
inklusive Pumpendimensionierung,<br />
Ventiltausch und Durchflussmengenoptimierung.<br />
Hier sollten alte Rohrleitungen<br />
oder Heizkreisverteiler im<br />
Zuge dessen bewertet und gezielt<br />
modernisiert werden. Gezielte Maßnahmen<br />
ermöglichen oft eine spürbare<br />
Effizienzsteigerung allerdings<br />
sollte sorgfältig abgewogen werden,<br />
ob der Eingriff technisch notwendig<br />
und wirtschaftlich sinnvoll ist.<br />
So entsteht ein stimmiges<br />
Gesamt system <strong>–</strong> von der Erfassung<br />
bis zur Regelung. Mit klaren Eingaben,<br />
automatisierten Prozessen<br />
und nachvollziehbaren Ergebnissen<br />
ermöglicht die Software eine Sanierung<br />
mit System <strong>–</strong> ohne Reibungsverluste<br />
zwischen Heizlast, Hydraulik<br />
und Realität. Die Optimierung der<br />
Verrohrung ist derzeit noch nicht Bestandteil<br />
der Anwendung.<br />
Was muss noch berücksichtigt<br />
werden? <strong>–</strong> Die übrige Infrastruktur<br />
im Blick<br />
Abb. 3: Die Software unterstützt bei der automatisierten Erfassung von Heizkörpern und<br />
erleichtert den hydraulischen Abgleich.<br />
Mit dem Heizsystem allein ist es nicht<br />
getan. Für einen reibungslosen und<br />
zukunftssicheren Betrieb der Wärmepumpe<br />
müssen auch elektrische Infrastruktur,<br />
Internetverbindung und<br />
die bauliche Umgebung mitgedacht<br />
werden.<br />
Zu klären ist zunächst die Stromanbindung.<br />
In vielen Fällen ist ein<br />
zweiter, digitaler Stromzähler <strong>–</strong> ein<br />
so genannter Smart Meter <strong>–</strong> erforderlich.<br />
Damit lassen sich variable<br />
Stromtarife nutzen und zusätzliche<br />
Einsparpotentiale heben. Der Platzbedarf<br />
für Schaltschrank, FI-Schutz<br />
und Tarifschaltrelais sollte ebenso<br />
geprüft werden wie die Führung von<br />
Kabeln und Steuerleitungen <strong>–</strong> insbesondere<br />
bei Außenaufstellung.<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
31
Energiesparend heizen<br />
autarc GmbH<br />
Abb. 4: Per LiDAR-Technologie können Räume exakt vermessen und automatisch Flächen<br />
sowie Heizlasten ermittelt werden.<br />
Zudem ist eine stabile Internetverbindung<br />
erforderlich, wenn Smart-<br />
Home- oder Smart-Grid-Funktionen<br />
genutzt werden sollen. Hier empfiehlt<br />
sich je nach System ein fester<br />
LAN-Anschluss oder ein zuverlässiges<br />
WLAN-Modul.<br />
Ebenfalls nicht zu unterschätzen:<br />
der Rückbau der Altanlage. Ob<br />
Brennwertkessel, Öltank oder alter<br />
Heizungsraum <strong>–</strong> wer den Umbau zur<br />
Renovierung von Keller oder Lagerräume<br />
nutzt, steigert zusätzlich den<br />
Wert der Immobilie. Das gilt auch für<br />
Erdarbeiten nach Bohrungen oder<br />
Kollektorverlegung: Eine einfache<br />
Gartenaufbereitung reicht oft aus,<br />
damit aus der Baustelle wieder einen<br />
Wohnbereich wird.<br />
Ob Stromanschluss, Datenleitung<br />
oder Rückbau <strong>–</strong> eine gut geplante<br />
Infrastruktur sichert den<br />
langfristigen Betrieb der Wärmepumpe<br />
und schafft neue Räume,<br />
neue Möglichkeiten und echte<br />
Mehrwerte.<br />
Planung mit Weitblick <strong>–</strong><br />
Software macht den Unterschied<br />
Ob Heizlastermittlung, Bauteilerfassung,<br />
Heizkörperanalyse oder<br />
hydrau lischer Abgleich <strong>–</strong> die Software<br />
von autarc unterstützt Fachbetriebe<br />
und Planer bei der effizienten Umsetzung<br />
von Wärmepumpen projekten<br />
im Bestand. Mit Funktionen wie<br />
LiDAR-gestützter<br />
automatischer<br />
Raumerfassung,<br />
Heizkörpererkennung<br />
und Heizlastberechnung nach<br />
DIN EN 12831 liefert autarc präzise<br />
Ergebnisse, spart Zeit und schafft<br />
eine solide Planungsgrundlage für<br />
förderfähige Systeme <strong>–</strong> digital, praxisnah<br />
und zuverlässig.<br />
Die Software von autarc ist im<br />
flexiblen Abo-Modell erhältlich und<br />
monatlich kündbar. Je nach Einsatzbereich<br />
und Betriebsgröße können<br />
einzelne Module oder das Gesamtpaket<br />
genutzt werden <strong>–</strong> vom hydraulischen<br />
Abgleich bis zur vollständigen<br />
Heizlastermittlung.<br />
autarc ist ein Softwareunternehmen<br />
für digitale Planungslösungen<br />
im Bereich erneuerbare<br />
Energien und nachhaltiger<br />
Haustechnik. Mit praxisorientierten<br />
Tools unterstützt autarc<br />
Fachhandwerker, Energieberater<br />
und Planer bei der Auslegung,<br />
Umrüs tung und Optimierung<br />
moderner Heizsysteme <strong>–</strong> insbesondere<br />
bei der Integration von<br />
Wärmepumpen in Bestandsgebäuden.<br />
Das Unternehmen kombiniert<br />
tiefes Handwerkswissen<br />
mit digitaler Entwicklungskompetenz.<br />
Das interdisziplinäre<br />
Team aus erfahrenen Heizungsbauern,<br />
Autor:<br />
Softwareentwicklern<br />
und Energieexperten entwickelt<br />
anwenderfreundliche Lösungen,<br />
die komplexe Berechnungsvorgänge<br />
wie Heizlast, Hydraulik<br />
oder Heizkörpererfassung effizient<br />
und normgerecht abbilden.<br />
autarc’s Mission besteht in der<br />
aktiven Gestaltung der Energiewende<br />
im Gebäudesektor durch<br />
Entwicklung digitaler Werkzeuge<br />
<strong>–</strong> mit einfachen, verlässlichen<br />
und professionellen Prozessen<br />
für das Handwerk.<br />
Stefano Fonseca<br />
Freelancer<br />
Stefano Fonseca ist Ingenieur für<br />
Energie und Umwelt mit über sechs<br />
Jahren Erfahrung in der technischen<br />
Gebäudeausrüstung (TGA). Seit mehr<br />
als fünf Jahren schreibt er als freiberuflicher<br />
Redakteur über erneuerbare<br />
Energien und nachhaltiges Wohnen,<br />
insbesondere über Photovoltaik und<br />
Wärmepumpen.<br />
Kontakt:<br />
autarc GmbH<br />
Invalidenstr. 5, 10115 Berlin<br />
Tel. +49 (0)30 75436808<br />
www.autarc.energy<br />
32 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend heizen<br />
Grüne Fernwärme für Gießen<br />
Nachhaltige Wärmeversorgung mit dem Projekt PowerLahn<br />
und drei Großwärmepumpen von Johnson Controls<br />
Erik Joseph<br />
Nachhaltige Wärme aus der Lahn: Die leistungsstarken Sabroe DualPAC Großwärmepumpen entziehen dem Flusswasser Wärme, um sie<br />
effizient in das bestehende Fernwärmenetz einzuspeisen.<br />
Bild: Johnson Controls<br />
Fernwärme spielt bei der Wärmewende<br />
eine zentrale Rolle. Sie kann<br />
eine nachhaltige Wärmeversorgung<br />
ermöglichen <strong>–</strong> insbesondere durch<br />
den gezielten Einsatz erneuerbarer<br />
Energien und innovativer Technologien.<br />
Wie das aussehen kann, zeigen<br />
die Stadtwerke Gießen (SWG)<br />
mit ihrem Pilotprojekt PowerLahn,<br />
das drei Großwärmepumpen von<br />
Johnson Controls, zwei Blockheizkraftwerke<br />
und eine Power-to-Heat-<br />
Anlage miteinander kombiniert <strong>–</strong><br />
um ein innovatives KWK-System zu<br />
bilden, das auf maximale Effizienz,<br />
Flexibilität und CO 2 -Reduktion ausgelegt<br />
ist. Die Inbetriebnahme ist<br />
für Mitte 2026 geplant.<br />
Ein entscheidender Faktor für die<br />
nachhaltige Wärmewende ist die Nutzung<br />
vorhandener Energiequellen<br />
mit möglichst kurzen Transportwegen.<br />
In Gießen bietet die Lahn eine<br />
konstant verfügbare, lokal erschlossene<br />
Wärmequelle: Ihr Wasser liefert<br />
direkt im Stadtgebiet eine thermische<br />
Energie, die sich effizient in das bestehende<br />
Fernwärmenetz integrieren<br />
lässt. Die iKWK-Anlage macht dieses<br />
Potential nutzbar und erzeugt gleichsam<br />
Wärmeenergie und Strom <strong>–</strong> daher<br />
der Projektname PowerLahn.<br />
Gewinnung von Wärmeenergie aus<br />
Flusswasser<br />
Kernstück der staatlich geförderten<br />
iKWK-Anlage sind drei Sabroe<br />
DualPAC Wasser-Wasser-Wärmepumpen<br />
von Johnson Controls, die<br />
der Lahn Wärmeenergie entziehen,<br />
um diese in das bestehende<br />
Fernwärme netz einzuspeisen. Kombiniert<br />
mit zwei BHKW und einer<br />
P2H-Anlage, die ebenfalls auf maximale<br />
Energieeffizienz und CO 2 -Reduktion<br />
ausgerichtet sind, produzieren<br />
die Großwärmepumpen rund<br />
29.000 MWh Wärmeenergie jährlich,<br />
die perspektivisch rund 3.900 Haushalte<br />
in Gießen emissionsfrei mit<br />
Wärme versorgen.<br />
Dafür wird Flusswasser entnommen,<br />
direkt über den Verdampfer<br />
der Wärmepumpe geleitet und mit<br />
einer leicht verringerten Temperatur<br />
wieder in die Lahn zurückgeführt.<br />
Johnson Controls hat seine DualPAC<br />
Großwärmepumpen mit einer Heizleistung<br />
von bis zu 1.700 kW speziell<br />
für den großflächigen Einsatz in der<br />
Fernwärmeversorgung konzipiert:<br />
Die hochmodernen Maschinen kombinieren<br />
die Technologien der Kältemaschinenserie<br />
ChillPAC und der<br />
Wärmepumpenserie HeatPAC, die<br />
sich schon oft bewährt haben. Für<br />
maximale Energieeffizienz sorgt ihr<br />
zweistufiges Kompressionssystem,<br />
bei dem kein leistungsmindernder<br />
Zwischenwärmetauscher im Einsatz<br />
ist, sondern stattdessen ein Mitteldruckbehälter,<br />
der die benötigte<br />
Kältemittelmenge auf nur 115 Kilo<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
33
Energiesparend heizen<br />
gramm Ammoniak (R717) reduziert.<br />
Das natürliche Kältemittel unterliegt<br />
nicht der F-Gas-Verordnung und ist<br />
somit langfristig zukunftssicher.<br />
Mit einem COP (Coefficient of<br />
Performance) von 3,9 bieten die<br />
DualPAC Großwärmepumpen einen<br />
hohen Wirkungsgrad <strong>–</strong> das führt zu<br />
niedrigen Betriebskosten und hält<br />
die CO 2 -Belastung gering. Für jede<br />
eingesetzte Kilowattstunde Strom<br />
erzeugen sie mehr als doppelt so viel<br />
Wärme. Zudem sind sie mit je sieben<br />
Metern Länge, drei Metern Breite, 2,6<br />
Metern Höhe und einem Gewicht von<br />
rund 17 Tonnen äußerst kompakt.<br />
Projekt PowerLahn <strong>–</strong><br />
ein iKWK-System mit Zukunft<br />
Im iKWK-System der SWG übernehmen<br />
die drei Großwärmepumpen<br />
in den wärmeren Sommermonaten<br />
die Grundlast der Fernwärmeversorgung.<br />
In der Regel bietet das Wasser<br />
der Lahn von April bis Oktober dafür<br />
ausreichend hohe Temperaturen. Ein<br />
positiver Nebeneffekt: Die gezielte<br />
Abkühlung des Flusswassers im Rücklauf<br />
wirkt zugleich einer Überhitzung<br />
entgegen und trägt auf diese Weise<br />
sogar dazu bei, empfindliche Organismen<br />
im Fluss zu schützen.<br />
Während der Heizperiode ergänzen<br />
die beiden BHKWs im System<br />
die Versorgung. Sie kommen vorrangig<br />
dann zum Einsatz, wenn die<br />
Flusstemperaturen niedrig sind und<br />
darum die Wärmepumpen weniger<br />
effizient arbeiten können. Die BHKWs<br />
erzeugen jährlich rund 50.000 MWh<br />
Wärme und etwa 47.000 MWh Strom<br />
<strong>–</strong> und erreichen einen Gesamtwirkungsgrad<br />
von 95 %. Sie gewährleisten<br />
die Wärmeversorgung auch<br />
bei niedrigen Außentemperaturen<br />
zuverlässig.<br />
Ebenfalls unabdingbar im iKWK-<br />
System ist die P2H-Anlage, die die<br />
Überschüsse aus den erneuerbaren<br />
Energien nutzt und in Wärme umwandelt.<br />
Ihr Wirken trägt weiter zur<br />
Dekarbonisierung des Wärmenetzes<br />
bei, dient aber ebenfalls dazu, das<br />
Stromnetz zu stabilisieren <strong>–</strong> insbesondere<br />
bei hoher Einspeisung durch<br />
Wind- und Solarstrom. Damit lässt<br />
sich flexibel auf Schwankungen im<br />
Stromnetz reagieren.<br />
Abb. 1: Im iKWK-System der Stadtwerke Gießen übernehmen die Großwärmepumpen in den<br />
wärmeren Sommermonaten die Grundlast der Fernwärmeversorgung. Bild: Johnson Controls<br />
Die beiden BHKWs und das P2H-Modul<br />
finden bei den Stadtwerken auf<br />
dem Gelände des Heizkraftwerks<br />
Platz und ersetzen perspektivisch die<br />
älteren Gasturbinen der HKW Gießen<br />
GmbH. Mit ihrer iKWK-Anlage sparen<br />
die SWG zukünftig über 7.700 Tonnen<br />
CO 2 pro Jahr ein und tragen wesentlich<br />
zur Klimawende bei.<br />
Ein Modell für nachhaltige<br />
Stadtwärme und Einsparpotentiale<br />
Mit dem Projekt PowerLahn demonstrieren<br />
die SWG gemeinsam mit<br />
Johnson Controls, wie eine zukunftsfähige<br />
Lösung für die kommunale<br />
Wärmeversorgung idealerweise ausgestaltet<br />
sein kann. Das Wasser der<br />
Lahn, das ohne das iKWK-System<br />
rund um die Uhr ungenutzt vorbeifließen<br />
würde, wird mithilfe modernster<br />
Technologie als regenerative<br />
Energiequelle erschlossen. Das<br />
trägt dazu bei, Effizienz, Wirtschaftlichkeit<br />
und Versorgungssicherheit<br />
des Fernwärme netzes erheblich zu<br />
erhöhen. Im Vergleich zu konventionellen<br />
Gasheizungen sinken die Erzeugungskosten<br />
deutlich.<br />
So markiert das Pilotprojekt der<br />
Gießener Stadtwerke einen weiteren<br />
wichtigen Schritt in Richtung Wärmetransformation.<br />
Es beweist, dass<br />
lokale Umweltwärme effizient in bestehende<br />
Infrastrukturen eingebunden<br />
werden kann, um ökologische<br />
und ökonomische Vorteile zu generieren<br />
<strong>–</strong> und kann darum anderen<br />
Städten als Vorbild dienen.<br />
Ein Vorbild für ganz Europa<br />
Projekte wie PowerLahn sind grundlegend<br />
für die Wärmewende in ganz<br />
Europa. Den kritischen Industrien<br />
und Einrichtungen gehen Tag für Tag<br />
große Mengen wertvoller Wärmeenergie<br />
verloren, weil sie entweder<br />
ungenutzt aus Prozessen entweichen<br />
oder gar nicht erst aus natürlichen<br />
Quellen wie Luft, Boden oder<br />
Wasser erschlossen werden. Doch<br />
setzen Städte und Stadtwerke wie<br />
die SWG, Energieversorger und<br />
Industrie unternehmen<br />
zunehmend<br />
auf Wärmepumpenlösungen, um<br />
solche Energiequellen zu nutzen. Sie<br />
profitieren von deutlich niedrigeren<br />
Betriebskosten und CO 2 -Emissionen<br />
<strong>–</strong> und leis ten gleichzeitig einen positiven<br />
Beitrag für die Umwelt.<br />
So konnte ein Krankenhaus, das<br />
mithilfe einer geothermisch betriebenen<br />
Wärmepumpe auf die Wärme<br />
aus einem Stollen in 200 Metern Tiefe<br />
zurückgriff, die Energiekosten um<br />
30 % senken <strong>–</strong> und 80 % des Wärmebedarfs<br />
zuverlässig decken. In Dänemark<br />
erreicht das Aalborg-Krankenhaus<br />
nahezu Klimaneutralität: Seine<br />
CO 2 -Emissionen reduzierten sich um<br />
bis zu 90 %, die Energiekosten um<br />
80 %. Der Stadtrat des britischen<br />
34 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend heizen<br />
Abb. 2: Johnson Controls ist Pionier für Wärmepumpenlösungen und bietet ein umfassendes Portfolio für gewerbliche, institutionelle und<br />
industrielle Anwendungen.<br />
Bild: Johnson Controls<br />
Hounslow investierte derweil in 60<br />
Schulen und öffentlichen Gebäuden<br />
in die Umrüstung von Gasheizungen<br />
auf Luft-Wärmepumpen und spart<br />
nun über 50 % der Energiekosten und<br />
CO 2 -Emissionen ein.<br />
Auch der Industrie bieten Wärmepumpen<br />
großes Potential: Ein führender<br />
spanischer Lebensmittelherstel<br />
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ler spart jährlich 1,5 Millionen Euro<br />
und rund 2.000 Tonnen CO 2 ein <strong>–</strong> das<br />
entspricht den Emissionen von etwa<br />
400 Haushalten.<br />
Wärmepumpen im Einsatz<br />
gewerbliche, institutionelle und industrielle<br />
Anwendungen. Die Maschinen<br />
des Unternehmens können bereits<br />
heute alle Arten von natürlichen<br />
Energie quellen nutzen <strong>–</strong> etwa Meer-,<br />
Fluss- und Seewasser, Abwasser,<br />
Sonnen energie, Biomasse oder Erdwärme.<br />
Schon realisierbar und ebenso<br />
zukunftssicher ist die Einbindung<br />
unvermeidbarer Abwärme aus Industrieprozessen<br />
und Rechenzentren.<br />
Mit Wärmepumpen, die für Kältemittel<br />
mit niedrigem oder sehr niedrigem<br />
Treibhauspotential konzipiert<br />
sind, übernimmt Johnson Controls zudem<br />
gieverbrauchs von Brennstoffen zur<br />
Warmwasserbereitung aufgewendet.<br />
Darüber hinaus werden in den westeuropäischen<br />
Ländern rund <strong>25</strong> % der<br />
Primärenergie für Kühl- und Heizanwendungen<br />
verwendet.<br />
Da der Druck auf die natürlichen<br />
Ressourcen anhält und die Energierechnungen<br />
zukünftig weiter steigen,<br />
ist unabdingbar, nach neuen,<br />
umweltfreundlichen Lösungen zu suchen.<br />
Ob in Luft, Wasser, Boden oder<br />
Prozessen: Ungenutzte Wärmeenergie<br />
findet sich überall und Wärmegang<br />
eine führende Rolle beim Überpumpensysteme<br />
erschließen die<br />
hin zu klimafreundlichen Kältemitteln.<br />
Dank Maschinen des weltweit<br />
agierenden Unternehmens konnten<br />
Kunden 2024 ihre Betriebskosten im<br />
Schnitt um 53 % und die CO 2 -Emissionen,<br />
verglichen mit konventionellen<br />
Gasheizungen, um 60 % reduzieren.<br />
se Energie und machen sie über die<br />
Fernwärmenetze nutzbar. Sie verbessern<br />
die Betriebsergebnisse, sichern<br />
die Verfügbarkeit und Effizienz kritischer<br />
Infrastrukturen und lenken<br />
Investitionen in Innovation <strong>–</strong> für eine<br />
bessere Wettbewerbsfähigkeit.<br />
Unabhängig von der Quelle,<br />
Fazit<br />
lassen sich Großwärmepumpen lokal<br />
betreiben. Das steigert die regionale<br />
Die Wärmetransformation ist eines der<br />
Topthemen der Energiewirtschaft, um<br />
kommunale und privat wirtschaftliche<br />
Dekarbonisierungsziele zu erreichen.<br />
Angaben der Umweltschutzbehörde<br />
EPA zufolge werden schätzungsweise<br />
5 % des täglichen weltweiten Ener<br />
Wertschöpfung und fördert die<br />
Energie autonomie von Gemeinden<br />
und Städten. So führt an Wärmepumpen<br />
kein Weg mehr vorbei. Sie sind<br />
unverzichtbar und eine Schlüsseltechnologie<br />
für die Energiewende in<br />
Europa.<br />
Das Projekt in Gießen<br />
Ob globale Industrie- und Fertigungsunternehmen,<br />
Krankenhäuser, Städte<br />
und Kommunen oder Energieversorger:<br />
Erfolge wie diese basieren auf<br />
Wärmepumpen, die Johnson Controls<br />
in Europa entwickelt und baut. Sie bieten<br />
Europa die Chance, weltweit führend<br />
in der Energietechnologie zu<br />
werden und gleichzeitig die traditionsreichen<br />
Kernindustrien zu stärken.<br />
Johnson Controls ist Pionier für<br />
Wärmepumpenlösungen und bietet<br />
ein umfassendes Portfolio für<br />
Autor:<br />
Erik Joseph<br />
Vertriebsleiter HVACR Energy<br />
Industrie- und Großwärmepumpen<br />
Johnson Controls<br />
Komponente l<br />
Sabroe DualPAC Wärmepumpen<br />
• Leistung: 3 x 1.774 kWth<br />
• Gesicherte Laufzeit: April bis Oktober<br />
• Emissionsfreie Wärmeauskopplung:<br />
bis zu 29.000 MWh<br />
• Versorgte Wohnungen: rund 3.900<br />
• CO 2 -Einsparung (gegenüber einem<br />
Gaskessel): 7.767 tCO 2 /a<br />
Komponenten ll + lll<br />
BHKWs und P2H-Modul<br />
• Leistung thermisch: 2 x 4.726 kWth<br />
• Leistung elektrisch: 2 x 4.507 kWel<br />
• Gesicherte Laufzeit: September bis April<br />
• Wärmeerzeugung: 49.995 MWh<br />
• Stromerzeugung: 46.934 MWh<br />
• Versorgte Wohnungen (Wärme):<br />
rund 6.800<br />
• Durchschnittshaushalte (Strom):<br />
rund 21.300<br />
• CO 2 -Einsparung (gegenüber<br />
Turbinen anlage): 2.736t CO 2 /a<br />
„Die größte Herausforderung für eine klimafreundliche<br />
Fernwärmeversorgung ist<br />
die effiziente Integration erneuerbarer Energien<br />
in bestehende Systeme. Mit Power-<br />
Lahn nutzen wir eine lokale, regenerative<br />
Energie quelle und kombinieren sie mit<br />
innovativer Wärmepumpentechnologie,<br />
Kraft-Wärme-Kopplung und Power-to-Heat<br />
<strong>–</strong> ein Modell, das zeigt, wie nachhaltige<br />
Wärmeversorgung in der Praxis funktionieren<br />
kann.“<br />
Matthias Funk<br />
Technischer Vorstand<br />
der Stadtwerke Gießen<br />
36 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Intelligente KI-basierte Energiesysteme von Greenflash<br />
Auf dem Weg zum<br />
energieautarken Industriestandort<br />
Hendrik Knese<br />
Für das in Twist installierte intelligente KI-basierte Energiesystem hat Greenflash die insgesamt drei PV-Systeme von Giga Coating und<br />
System Trailers zu einem zusammengefasst, die Gesamtleistung liegt bei über 2 MWp.<br />
Bild: Greenflash GmbH<br />
Für ihren gemeinsamen Kunden,<br />
das Firmen-Doppel Giga Coating und<br />
System Trailers im Emsland, hat das<br />
Essener Unternehmen Greenflash<br />
in Kooperation mit STABL Energy<br />
ein intelligentes Energie system<br />
realisiert. Die Kombination aus<br />
Photo voltaik plus Energiespeicher<br />
aus recycelten E-Auto- Batterien wird<br />
von der neuen KI-basierten Software<br />
Greencore AI von Greenflash<br />
gesteuert. Energie intensiven Industrieunternehmen<br />
wie Giga Coating<br />
und System Trailers bieten sich damit<br />
Vorteile, die in diesem Umfang<br />
bisher kaum machbar schienen.<br />
In der Industrie ist die Energiewende<br />
längst angekommen, wenn auch mit<br />
unterschiedlichem Handlungsdruck<br />
für die jeweiligen Branchen. Themenkomplexe<br />
wie steigende Energiepreise<br />
und die Notwendigkeit, sich<br />
in Richtung erneuerbarer Energien<br />
zu positionieren, werden allerdings<br />
nicht mehr verschwinden. Unternehmen,<br />
die sich dem nicht stellen und<br />
zeitnah Antworten und Lösungen finden,<br />
riskieren nicht weniger als ein<br />
betriebswirtschaftliches Debakel.<br />
Solarstrom ja, aber bitte intelligent!<br />
Viele Unternehmen haben sich<br />
bereits für die Installation von Systemen<br />
entschieden, mit denen sie<br />
zumindest einen Teil ihres Energieverbrauchs<br />
selbst abdecken können,<br />
z.B. mit Photovoltaik. Prinzipiell ist<br />
das ein guter erster Schritt, doch für<br />
die Experten von Greenflash greift<br />
die PV-Anlage auf dem Dach allein<br />
viel zu kurz. „Ohne intelligente Steuerung<br />
und ohne ein ganzheitliches<br />
Konzept lässt man mit einer simplen,<br />
‚dummen‘ PV-Anlage nicht nur ein<br />
riesiges Potential ungenutzt liegen,<br />
sondern verliert sogar noch Geld“,<br />
erläutert Lennart Oklitz, Projektleiter<br />
bei Greenflash, die Zusammenhänge.<br />
„Das passiert an Tagen, an denen zu<br />
bestimmten Zeiten ein Überangebot<br />
an Strom vorhanden ist. Wer dann<br />
seinen selbst erzeugten, aber ‚überschüssigen‘<br />
Strom ins Netz einspeist,<br />
zahlt dafür Geld <strong>–</strong> bis zu 1.000 Euro<br />
und mehr an nur einem Tag.“ Dazu<br />
gleich mehr.<br />
Für die Giga Coating GmbH und<br />
den Fahrzeugbauer System Trailers<br />
direkt daneben <strong>–</strong> beide Unternehmen<br />
gehören zusammen und haben ihren<br />
Sitz in Twist bei Meppen im Emsland<br />
<strong>–</strong> hat sich die gemeinsame Geschäftsführung<br />
für ein solches intelligentes<br />
Energiesystem entschieden, wie es<br />
Greenflash entwickelt hat und umsetzt.<br />
Bei Giga Coating steht Europas<br />
modernste Oberflächenbeschichtungsanlage<br />
für die KTL Tauchlackierung<br />
und Pulverbeschichtung, in der<br />
auch große Werkstücke für die Industrie<br />
im vollautomatischen Betrieb beschichtet<br />
werden. Die Einbrennöfen<br />
benötigen viel Energie und brachten<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
37
Energiesparend produzieren<br />
Dependance in Berlin: „Während der<br />
Markt bei Speicherlösungen allgemein<br />
auf lange Batterieketten und<br />
Hochvoltbatterien setzt, sorgt unsere<br />
Architektur mit Batteriemodulen<br />
für höhere Lang lebigkeit, Zuverlässigkeit<br />
und Effizienz. Wir sind damit in<br />
der Lage, sogar gebrauchte Batterien<br />
aus Elektro autos zu verwenden, ohne<br />
Abstriche bei Leistung und Lebensdauer<br />
zu machen. Das ist mit Blick<br />
auf Ressourcen effizienz und Kreislaufwirtschaft<br />
ein wichtiger Punkt.“<br />
Modulares Konzept mit<br />
Multilevel-Wechselrichter<br />
Abb. 1: Abnahme des Energiespeichers für Giga Coating und System Trailers durch Greenflash<br />
und STABL im Juni 20<strong>25</strong> in Twist, Emsland <strong>–</strong> links Lennart Oklitz, Technischer Projektleiter<br />
Greenflash, rechts Markus Weiss, Project Manager STABL. Bild: Greenflash GmbH<br />
das Unternehmen dazu, Alternativen<br />
zu fossilen Brennstoffen zu finden.<br />
Auch bei System Trailers ist der<br />
Energiebedarf hoch, hier für die<br />
Schweißroboter, mit denen dort<br />
Anhänger und Sattelauflieger in verschiedensten<br />
Varianten, in kürzester<br />
Zeit und in großer Stückzahl gefertigt<br />
werden. Beide Unternehmen kamen<br />
2022 auf Greenflash zu mit dem<br />
Wunsch, eine nachhaltige Lösung für<br />
die Energieversorgung zu entwickeln.<br />
Ganzheitliche Lösung mit<br />
über 2 MWp <strong>–</strong> und einem<br />
innovativen Speicher<br />
intelligenten Lösung stellen, inklusive<br />
Anbindung an die Strombörse.<br />
Ein weiterer, wichtiger Meilenstein<br />
war die nahtlose Integration eines<br />
Energie speichers für den erzeugten<br />
Solarstrom. Diesen Speicher hat unser<br />
Partner STABL Energy gebaut, im<br />
Juni 20<strong>25</strong> in einem 20-Fuß-Container<br />
angeliefert und mit uns zusammen in<br />
Betrieb genommen.“<br />
Das Besondere an der Lösung<br />
von STABL ist das modulare Konzept,<br />
erklärt Dr. Nam Truong, CEO<br />
und Mitgründer des Unternehmens<br />
mit Sitz in München und einer<br />
Der STABL-Batteriespeicher für die<br />
beiden Unternehmen im Emsland<br />
besteht aus insgesamt 288 Second-<br />
Chance-Batteriemodulen. Sie sollten<br />
eigentlich in Elektrofahrzeugen eingebaut<br />
werden, landeten aber zunächst<br />
im Regal, bevor sie ihre zweite<br />
Chance erhielten. Die nutzbare<br />
Speicherkapazität liegt bei 1.233<br />
kWh, mit einer Leistung von 405 kW.<br />
Die Aufgabe des Speichers ist es, die<br />
auftretenden Lastspitzen zu glätten<br />
und Netzentgelte durch atypische<br />
Netznutzung kleinzuhalten. Dank<br />
des modularen Aufbaus lassen sich<br />
einzelne Batteriemodule während<br />
der gesamten Lebensdauer des Systems<br />
bei Bedarf schnell und flexibel<br />
austauschen.<br />
„Giga Coating und System Trailers<br />
sind für uns gleich aus mehreren<br />
Gründen besondere Kunden“, erzählt<br />
Lennart Oklitz. „Beispielsweise<br />
haben wir die ursprünglich zwei Anschlusspunkte<br />
für das Stromnetz zusammengelegt<br />
und haben damit<br />
jetzt ein System. Auch die PV-Anlagen<br />
beider Firmen wurden zunächst<br />
getrennt installiert, 390 kWp bei<br />
System Trailers und ca. 749 kWp bei<br />
Giga Coating. Wir haben sie in diesem<br />
Zuge dann ebenfalls zusammengelegt.“<br />
Eine weitere, zeitgleich installierte<br />
PV-Anlage mit 1,2 MWp Leistung<br />
wurde von Greenflash zertifi ziert und<br />
in Betrieb genommen. Oklitz fährt<br />
fort: „Dadurch, dass wir bei diesem<br />
Projekt als Generalunternehmen<br />
aktiv sind, konnten wir die Weichen<br />
früh in Richtung einer ganzheitlichen,<br />
Abb. 2: Ein stationärer Batteriespeicher von STABL Energy ergänzt das bei Giga Coating<br />
und System Trailers installierte Energiesystem <strong>–</strong> damit kann das Unternehmen den selbst<br />
erzeugten Solarstrom zwischenspeichern, den Eigenverbrauch besser steuern, Lastspitzen<br />
kontrolliert verteilen sowie Stromkosten deutlich senken.<br />
Bild: Greenflash GmbH<br />
38 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Ohne Speicher fehlt etwas<br />
Dem Gewerbespeicher kommt insofern<br />
eine große Bedeutung zu, weil<br />
er die Möglichkeit bietet, sich von<br />
der täglich wechselnden Dynamik<br />
des Strommarkts auch einmal abzukoppeln.<br />
Heißt: Den erzeugten,<br />
aber aktuell nicht benötigten Strom<br />
nicht unmittelbar ins Netz einspeisen<br />
zu müssen <strong>–</strong> mit den bereits erwähnten<br />
kostspieligen Folgen, wenn<br />
der Strompreis aufgrund des Überangebots<br />
negativ ist. Umgekehrt<br />
kann ein Unternehmen Strom zu besonders<br />
günstigen Zeiten einkaufen<br />
und im Speicher auf Vorrat halten,<br />
bis er gebraucht wird. Projektleiter<br />
Lennart Oklitz: „Ein solches ganzheitliches<br />
System, wie wir es hier bei Giga<br />
Coating und System Trailers realisiert<br />
haben, bietet Unternehmen so viel<br />
mehr Möglichkeiten, ihre Energiekosten<br />
zu reduzieren, als es mit einer<br />
simplen PV-Anlage auf dem Dach<br />
machbar wäre.“<br />
Doch mit dem Speicher ist das<br />
Energiesystem bei den Geschwisterunternehmen<br />
in Twist noch nicht ausentwickelt:<br />
Giga Coating und System<br />
Trailers sind inzwischen Partner für<br />
ein Pilotprojekt von Greenflash, mit<br />
dem das neue KI-basierte System zum<br />
Energiemanagement <strong>–</strong> Greencore AI<br />
<strong>–</strong> in der Praxis zeigt, was es kann. „In<br />
einfachen Worten steuert Greencore<br />
AI ein Energiesystem so, dass für<br />
den Kunden am Ende immer der<br />
beste Strompreis herauskommt“, so<br />
Lennart Oklitz. „Sobald beispielsweise<br />
erkennbar ist, dass der Strompreis<br />
negativ wird und das Einspeisen Geld<br />
kostet, riegelt unsere KI-basierte Software<br />
ab und verhindert, dass Strom<br />
ins Netz abfließt und Kosten verursacht.<br />
Wir haben schon jetzt Beispiele<br />
aus der Praxis, bei denen es schnell<br />
um Einsparungen im fünfstelligen Bereich<br />
geht, die dank Greencore AI erzielt<br />
werden.“<br />
Greencore AI erschließt<br />
das volle Potential<br />
Doch das System kann weitaus mehr,<br />
und seinen Kunden gibt Greenflash<br />
Software-Tools an die Hand, mit<br />
denen sie bis ins Detail sehen können,<br />
wie das intelligent gesteuerte<br />
Energiesystem arbeitet. Wie es zum<br />
Beispiel auf Lastspitzen reagiert, wie<br />
es auf den Speicher zugreift und<br />
was bei atypischer Netznutzung geschieht.<br />
„Ein aktuelles Beispiel: Giga<br />
Coating wollte vom Stromversorger<br />
wissen, ob bessere Konditionen<br />
möglich seien, wenn sie ihren Energiespeicher<br />
ab dem Nachmittag in<br />
Driving the world<br />
den Abend hinein entladen und damit<br />
ihren Verbrauch senken“, erzählt<br />
Oklitz. „Unsere Aufgabe war es, diesen<br />
Wunsch in der Systemsteuerung<br />
umzusetzen. In Zusammenarbeit mit<br />
dem Stromversorger, der noch einige<br />
Umbauten machen musste, ist uns<br />
das mit Greencore AI in kurzer Zeit<br />
gelungen.“<br />
Das Handling der atypischen<br />
Netznutzung ist bereits vollständig<br />
Vorsprung durch Innovation<br />
Der Automatisierungsbaukasten MOVI-C®<br />
Antriebstechnik für Ihre Applikationen <strong>–</strong> modular, durchgängig, skalierbar. Der Automatisierungsbaukasten<br />
MOVI-C® ist Ihr One-Stop-Shop für alle Automatisierungsaufgaben.<br />
Ein Hersteller <strong>–</strong> eine durchgängige Komplettlösung. Mit Services, Hard- und Software von Planung<br />
über Inbetriebnahme bis Betrieb und Servicefall.<br />
<strong>–</strong> leistungsstarke Steuerungstechnik, leicht programmierbare Software und bedienerfreundliche<br />
Visualisierungslösungen<br />
<strong>–</strong> durchgängige Umrichtertechnik für Schaltschrank und dezentrale Installation<br />
<strong>–</strong> Baukastensystem aus Drehstrommotoren, Servomotoren oder Antrieben für Linearbewegungen<br />
www.sew-eurodrive.de/movi-c<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
SEW_MOVI-C_148x210_<strong>DE</strong>.indd 1 02.10.20<strong>25</strong> 09:<strong>25</strong>:10<br />
39
Energiesparend produzieren<br />
in Greencore AI integriert, inklusive<br />
der Abbildung des Mischbetriebs mit<br />
dem Speicher. Viele weitere Funktionen<br />
der neuen Software sind noch<br />
im Entstehen, einige davon haben<br />
sich in der Praxis bei Giga Coating<br />
und System Trailers aber bereits bewährt<br />
und ihr Poten tial gezeigt. Das<br />
lernende System stellt beispielsweise<br />
Verbrauchs prognosen ebenso zuverlässig<br />
dar wie es die His torie aller<br />
relevanten Daten wie Erzeugung, Verbrauch,<br />
Lieferung und Bezug anzeigen<br />
kann. „Dank der Prognosedaten<br />
für Produktion und Verbrauch können<br />
wir alle Prozesse so steuern, dass<br />
die Energie kosten für unsere Kunden<br />
immer im optimalen Bereich liegen“,<br />
fasst Lennart Oklitz zusammen.<br />
Weiterer Ausbau in Planung<br />
Abb. 3: Im Inneren des 20-Fuß-Containers, in dem der modular aufgebaute Energiespeicher<br />
von STABL installiert ist; gut zu erkennen sind die einzelnen Batteriemodule, sie bestehen bei<br />
dieser Lösung aus Speichern für Elektroautos, die nie in Betrieb gegangen sind.<br />
<br />
Bild: Greenflash GmbH<br />
Auf dem Weg zu einer grüneren<br />
Energie versorgung ist das Doppel im<br />
Emsland bereits weit vorangeschritten.<br />
Giga Coating und System Trailers<br />
planen, weitere Energiespeicher zu<br />
installieren, um sich noch stärker in<br />
Richtung Autarkie zu bewegen und<br />
die Elektrifizierung zu erhöhen, z.B.<br />
auch durch den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen.<br />
Vor allem<br />
Unternehmen mit einer energieintensiven<br />
Produktion können mit<br />
einem intelligenten, ganzheitlichen<br />
Energie system von der Transformation<br />
hin zu erneuerbaren Energien<br />
enorm profitieren, ist sich Lennart<br />
Oklitz sicher: „Dass es funktioniert<br />
und handfeste Vorteile bringt, sehen<br />
wir gerade bei unseren Greencore AI-<br />
Anwendern in einer Weise, die uns<br />
teils noch selbst überrascht. Das<br />
Potential ist enorm.“<br />
Autor:<br />
Abb. 4: Das Schaubild illustriert, wie die KI-basierte Software Greencore AI von Greenflash ins<br />
intelligente Energiesystem eingebunden ist.<br />
Bild: Greenflash GmbH<br />
Hendrik Knese<br />
Technischer Vertrieb<br />
Greenflash GmbH<br />
Limbecker Platz 1<br />
45127 Essen<br />
E-Mail: info@greenflash.de<br />
www.greenflash.de<br />
40 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Weil jede Kilowattstunde zählt<br />
Torsten Blankenburg<br />
Einsatzgebiete für die <strong>GET</strong> ® sind beispielsweise Erdgasübergabestationen, Schiffsmotoren, Geothermie- und Blockheizkraftwerke, aber auch<br />
industrielle Prozesse, bei denen Abwärme entsteht und über einen ORC-Prozess genutzt werden kann. Bild: <strong>DE</strong>PRAG Schulz GmbH & Co. KG<br />
Energiesparen ist das Gebot der<br />
Stunde. Die Green Energy Turbine<br />
(<strong>GET</strong> ® ) von <strong>DE</strong>PRAG hilft dabei, auch<br />
geringe Mengen Restenergie aus<br />
unter schiedlichen Medien zurückzugewinnen<br />
und in Strom umzuwandeln.<br />
Für eine hocheffiziente<br />
und nahezu verlustfreie Regelung<br />
des Generators sorgen die Drive<br />
Controller der Hochgeschwindigkeitsspezialisten<br />
von SIEB & MEYER.<br />
Die letzten Reste aus der Zahnpastatube<br />
quetschen oder sogar die<br />
Tube aufschneiden, die fast leere Ketchup-Flasche<br />
auf dem Kopf lagern,<br />
den Joghurtdeckel ablecken oder die<br />
Chipskrümel aus der Tüte schütteln:<br />
Nichts verkommen lassen, hieß das<br />
früher. Heute spricht man von nachhaltigem<br />
Handeln oder Wirtschaften.<br />
Vor allem, wenn es um Wärmeenergie<br />
oder Strom geht, haben wir<br />
spätestens seit dem Winter 2022/23<br />
gelernt, dass es nicht klug ist, diese<br />
Energie zu verschwenden. Das betrifft<br />
nicht nur den Verbrauch, sondern<br />
auch den verantwortungsvollen<br />
Umgang mit Rest- beziehungsweise<br />
Abwärme.<br />
An dieser Stelle setzt die Green<br />
Energy Turbine (<strong>GET</strong> ® ) von <strong>DE</strong>PRAG<br />
gleich in zweierlei Hinsicht an: Zum<br />
einen gewinnt sie (Rest)Energie, die in<br />
Form von Wärme oder Überdruck in<br />
einem Medium vorliegt, zum anderen<br />
wandelt sie diese direkt in elektrische<br />
Energie um. „Unsere Hauptgeschäftsfelder<br />
waren ursprünglich Schraubtechnik<br />
und Druckluft-Werkzeuge“,<br />
erklärt Stefan Freundorfer, Produktmanager<br />
<strong>GET</strong> bei der <strong>DE</strong>PRAG<br />
Schulz GmbH u. Co. KG. „Für letztere<br />
haben wir einen Turbinen-Motor<br />
entwickelt. Daraus ist dann in Zusammenarbeit<br />
mit der Ostbayerischen<br />
Technischen Hochschule (OTH)<br />
Amberg-Weiden und dem Zentrum<br />
für Energietechnik (ZET) der Universität<br />
Bayreuth die heutige Green<br />
Energy Turbine entstanden <strong>–</strong> also ein<br />
Turbinenantrieb gekoppelt mit einem<br />
Generator.“<br />
Die Green Energy Turbine ist<br />
eine Strömungsmaschine, die einstufig<br />
oder auch mehrstufig in axialer<br />
oder radialer Bauform ausgeführt<br />
werden kann. Durch die Expansion<br />
eines Gases von einem hohen auf einen<br />
niedrigen Druck bei konstantem<br />
Massen strom wandelt dieser Expander<br />
die verfügbare Energie in elektrische<br />
Energie um. Die Entspannung<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
41
Energiesparend produzieren<br />
des Gases kann in der Düse <strong>–</strong> bei<br />
Impulsturbinen <strong>–</strong> oder in Düse und<br />
Laufrad <strong>–</strong> bei Reaktionsturbinen <strong>–</strong> erfolgen.<br />
Die dabei entstehende kinetische<br />
Energie wird in eine Drehbewegung<br />
umgesetzt und treibt wiederum<br />
den Generator an.<br />
Direkte oder indirekte Nutzung<br />
Im Wesentlichen gibt es für die <strong>GET</strong> ®<br />
zwei Anwendungsbereiche <strong>–</strong> die<br />
direkte und die indirekte Nutzung.<br />
Bei der direkten Nutzung wird Energie<br />
aus dem Druckabfall gewonnen.<br />
Stehen beispielsweise Druckluft,<br />
CO 2 oder ein anderes Gas mit Überdruck<br />
zur Verfügung, kann das Medium<br />
mit der Turbine direkt entspannt<br />
und in Strom umgewandelt werden.<br />
Bei der indirekten Nutzung wird ungenutzte<br />
Abwärme mit Hilfe eines geschlossenen<br />
Prozesses, dem sogenannten<br />
Organic-Rancine-Cycle (ORC)<br />
verstromt.<br />
Dafür wird ein niedrig verdampfendes<br />
Medium mit Hilfe einer<br />
Speise pumpe zunächst verdichtet<br />
und anschließend in einem Wärmetauscher<br />
mit der vorhandenen Abwärme<br />
erhitzt. Das nun gasförmige<br />
Medium wird über die <strong>GET</strong> ® geleitet,<br />
dort entspannt, dann verflüssigt und<br />
erneut verdichtet. „Dieser geschlossene<br />
Kreislauf wandelt bis zu 20 Prozent<br />
der Wärmeenergie in Strom um“,<br />
erläutert Stefan Freundorfer. „Das<br />
heißt, aus beispielsweise 100 kW<br />
thermischer Leistung entstehen etwa<br />
20 kW elektrische Leistung.“<br />
wir auf einen Baukasten zugreifen,<br />
der verschiedene Leistungsstufen<br />
abdeckt. Den Turbinenteil designen<br />
wir kundenindividuell <strong>–</strong> abhängig unter<br />
anderem von Medium, Druck und<br />
Temperatur.“<br />
Einsatzgebiete für die <strong>GET</strong> ® sind<br />
beispielsweise Erdgasübergabestationen,<br />
Schiffsmotoren, Geothermie-<br />
und Blockheizkraftwerke,<br />
aber auch industrielle Prozesse, bei<br />
denen Abwärme entsteht und über<br />
einen ORC-Prozess genutzt werden<br />
kann. „Die Branchen sind vielfältig,<br />
da nahezu überall Wärme ungenutzt<br />
in verschiedenen Mengen und<br />
Temperaturbereichen an die Umgebung<br />
abgegeben wird“, betont Stefan<br />
Freundorfer. „Unser Turbinen-Generator<br />
ist bereits für kleine Leistungen<br />
in kompakter und robuster Bauform<br />
verfügbar. Außerdem kommt<br />
die Turbinen einheit ohne Getriebe<br />
zwischen Turbine und Generator<br />
aus. Der Rotor des Generators befindet<br />
sich im Medium und muss daher<br />
nicht abgedichtet werden. Dadurch<br />
ist die <strong>GET</strong> wartungsarm und bestens<br />
für den Dauereinsatz geeignet.“<br />
Hochfrequente Wechselspannung<br />
verlustarm wandeln<br />
Bereits vor mehr als 20 Jahren begann<br />
die Zusammenarbeit von<br />
SIEB & MEYER und <strong>DE</strong>PRAG <strong>–</strong> anfänglich<br />
im Bereich der Schraubsteuerung<br />
und später dann ergänzend<br />
im Bereich <strong>GET</strong> ® . „Damals haben wir<br />
eine Leistungselektronik gesucht,<br />
die für hohe Turbinendrehzahlen<br />
und entsprechend hohe Generatorfrequenzen<br />
geeignet ist“, erinnert<br />
sich Stefan Freundorfer. „Unsere Turbine<br />
läuft mit 11.000 bis 40.000 Umdrehungen.<br />
Die Frequenzumrichter<br />
sollten die daraus resultierende<br />
hochfrequente Wechselspannung<br />
verlustarm wandeln.“<br />
Die Drive Controller von<br />
SIEB & MEYER bieten die dafür notwendige<br />
hohe Taktfrequenz auch im<br />
höheren Leistungsbereich und halten<br />
gleichzeitig die Erwärmung des<br />
Rotors gering. Letzteres ist wichtig,<br />
da der wälzgelagerte Rotor der <strong>GET</strong> ®<br />
nicht aktiv gekühlt werden kann. Zum<br />
Einsatz kommen der SD2 beziehungsweise<br />
bei höheren Leistungen der<br />
Vom Einzelprojekt bis zur Serie<br />
Die Green Energy Turbine ist ab einer<br />
Leistung von 5 kW bis maximal<br />
300 kW verfügbar und kann im Einzelprojekt<br />
ebenso zum Einsatz kommen<br />
wie in der Serie. „Unsere meistverkauften<br />
Produkte haben eine<br />
Leis tung zwischen 30 und 60 kW,<br />
aber auch im Bereich von 100 kW<br />
und mehr verzeichnen wir zunehmendes<br />
Interesse“, erklärt Stefan<br />
Freundorfer. „Das hat den Hintergrund,<br />
dass der Preis pro Kilowatt<br />
mit steigender Leistung abnimmt.<br />
Die doppelte Leistung kos tet nicht<br />
doppelt so viel, sondern vielleicht ein<br />
Drittel mehr. Beim Generator können<br />
Abb. 1: Anwender der <strong>GET</strong> ® profitieren von der langjährigen Zusammenarbeit und den<br />
optimal aufeinander abgestimmten Technologien von <strong>DE</strong>PRAG und SIEB & MEYER.<br />
<br />
Bild: Climeon<br />
42 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Abb. 2: Die Drei-Level-Technologie von SIEB & MEYER liefert eine sehr gute Stromqualität und sorgt so für geringste Motorverluste und einen<br />
entsprechend hohen Wirkungsgrad.<br />
Bild: SIEB & MEYER AG<br />
Multi- Level-Umrichter SD2M. Letzterer<br />
wird in Kürze auch als aktualisierte<br />
SD4M-Version für die Kooperation<br />
mit <strong>DE</strong>PRAG zur Verfügung stehen.<br />
Beide Drive Controller verfügen über<br />
einen DC-Anschluss und ermöglichen<br />
in Kombination mit einem Netzteil<br />
den Energiefluss in zwei Richtungen.<br />
„Um den Generator auf die gewünschte<br />
Drehzahl zu bringen, muss<br />
er motorisch hochgefahren werden“,<br />
erläutert Ralph Sawallisch, Key<br />
Account Manager Antriebselektronik<br />
bei SIEB & MEYER. „Das heißt, der<br />
Energiefluss ist zunächst umgedreht.<br />
Dann wird der thermodynamische<br />
Prozess der <strong>GET</strong> ® gestartet, der Gaskreis<br />
geöffnet und als Reaktion Strom<br />
ins Netz eingespeist. Unsere Drive<br />
Controller halten die eingestellte<br />
Drehzahl, egal in welche Richtung die<br />
Energie fließt. Dabei punkten sie mit<br />
einem sehr guten Wirkungsgrad und<br />
einer kurzen Reaktionszeit. Das heißt,<br />
sie können den Regelerfordernissen<br />
schnell folgen.“<br />
Doppeltes Know-how für<br />
einzigartige Lösungen<br />
Anwender der <strong>GET</strong> ® profitieren aber<br />
nicht allein von den positiven Eigenschaften<br />
der Drive Controller, sondern<br />
darüber hinaus auch von der<br />
langjährigen Zusammenarbeit und<br />
den optimal aufeinander abgestimmten<br />
Technologien beider Anbieter.<br />
Gegen über dem Kunden treten<br />
<strong>DE</strong>PRAG und SIEB & MEYER als<br />
Duo auf. Das heißt, beide Unternehmen<br />
stehen in allen Projektphasen<br />
im engen Austausch. „Kein Projekt<br />
ist wie das andere“, berichtet Ralph<br />
Sawallisch. „Ein Anwender hat ungewöhnliche<br />
Spannungen, beim nächsten<br />
haben wir es mit anspruchsvollen<br />
Umgebungsbedingungen zu tun.<br />
Wieder ein anderer Kunde möchte<br />
Erdgas expandieren, da müssen wir<br />
dann den Ex-Schutz berücksichtigen.<br />
Bei all diesen Herausforderungen<br />
können wir praktisch doppeltes<br />
Know-how in den Ring werfen und so<br />
die perfekte Lösung generieren.“<br />
Das weiß auch <strong>DE</strong>PRAG zu schätzen<br />
und bringt inzwischen fast ausschließlich<br />
die Drive Controller der<br />
Lüneburger Hochgeschwindigkeitsspezialisten<br />
zum Einsatz. „Mittler weile<br />
schwören wir auf SIEB & MEYER“,<br />
resümiert Stefan Freundorfer. „Die<br />
Qualität, der Leistungs umfang der<br />
Umrichter und die Vielfalt der Produkte<br />
zahlen sich für uns aus. Außerdem<br />
ist der Service hervorragend.<br />
Technische Fragen werden schnell<br />
und kompetent beantwortet und<br />
auch bei der Dokumentation erhalten<br />
wir Unterstützung. Da passt einfach<br />
das Gesamtpaket.“<br />
Fazit<br />
Durch steigende Energiekosten und<br />
Klimaschutzvorgaben nimmt die<br />
Nachfrage nach Technologien zur<br />
Verbesserung der Energieeffizienz zu.<br />
Mit der Green Energy Turbine (<strong>GET</strong> ® )<br />
von <strong>DE</strong>PRAG können selbst kleine<br />
Energie mengen aus Gasen oder<br />
Prozessen nutzbar gemacht werden.<br />
So ist mit der neuen Technologie<br />
eine Energie rückgewinnung in vielen<br />
Indus triebereichen möglich. Die<br />
Kombination aus <strong>GET</strong> ® und den Drive<br />
Controllern von SIEB & MEYER bringt<br />
Anwender ihrem Klimaziel näher und<br />
spart gleichzeitig bares Geld.<br />
Autor:<br />
Torsten Blankenburg<br />
CTO bei der SIEB & MEYER AG<br />
Lüneburg<br />
info@sieb-meyer.de<br />
www.sieb-meyer.de<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
43
Energiesparend produzieren<br />
Schonende Entfeuchtung bei<br />
voller Energieeffizienz<br />
Abluftfreie Wärmepumpentrocknung für Lebensmittel <strong>–</strong><br />
bewährte Technik für Qualität und Nachhaltigkeit<br />
Stephan Ortmann<br />
Mit der Harter-Wärmepumpentrocknung verbessert Gäubodenkräuter Energieeffizienz und Produktqualität<br />
Bild: Harter GmbH<br />
Die Trocknung von Lebensmitteln<br />
ist ein sensibler Prozess. Es geht<br />
darum, Wasser zu entziehen, ohne<br />
die wertgebenden Eigenschaften<br />
des Produkts <strong>–</strong> Farbe, Aroma und<br />
Inhaltsstoffe <strong>–</strong> zu beeinträchtigen.<br />
Harter aus Stiefenhofen im Allgäu<br />
beschäftigt sich seit über 30 Jahren<br />
ausschließlich mit diesem Thema.<br />
Schon früh entwickelte das Unternehmen<br />
eine Kondensationstrocknung<br />
auf Basis einer Wärme pumpe.<br />
Was in den 1990er Jahren noch als<br />
ungewöhnlich galt, ist heute eine<br />
etablierte Technologie in zahlreichen<br />
Branchen. Über 2.000 Anlagen<br />
aus Stiefenhofen sind derzeit<br />
in den verschiedensten Bereichen<br />
im Einsatz, viele davon in der DACH-<br />
Region.<br />
Seit einigen Jahren setzt auch die<br />
Lebens mittelindustrie verstärkt auf<br />
diese Technik. Der entscheidende<br />
Punkt: Das System arbeitet in einem<br />
lufttechnisch vollständig geschlossenen<br />
Kreislauf <strong>–</strong> es entsteht keine<br />
Abluft. Damit werden die Produktionsräume<br />
nicht mit Feuchtigkeit<br />
belastet, Maschinen und Materialien<br />
bleiben geschützt, und das Betriebsklima<br />
bleibt konstant. Zugleich<br />
bleiben Optik, Aroma und Inhaltsstoffe<br />
der Lebensmittel weitgehend<br />
erhalten.<br />
Die eingesetzte Luft bleibt konstant<br />
trocken und ungesättigt. Sie<br />
nimmt die Feuchtigkeit der Produkte<br />
auf und gibt sie im Kondensationsprozess<br />
wieder ab. Durch diesen<br />
physi kalischen Ansatz ist es möglich,<br />
Lebensmittel bei Temperaturen<br />
zwischen 20 und 75 °C zu trocknen <strong>–</strong><br />
deutlich niedriger als viele herkömmliche<br />
Verfahren. Das Ergebnis: eine<br />
produktschonende Entfeuchtung<br />
bei gleichzeitig hoher Energieeffizienz.<br />
Im Vergleich zu konventionellen<br />
Verfahren lassen sich Energieeinsparungen<br />
von bis zu 75 Prozent erzielen<br />
<strong>–</strong> bei gleichbleibend hoher Prozesssicherheit.<br />
Der Nutzen ist vielschichtig: Nährstoffe<br />
bleiben erhalten, Farben bleiben<br />
stabil, Aromen werden nicht ausgetrieben.<br />
Gleichzeitig reduziert sich<br />
der Energieverbrauch, da die Wärmepumpe<br />
die eingesetzte Energie kontinuierlich<br />
nutzt.<br />
Harter bietet verschiedene Bauarten<br />
an, angepasst an Produkt und<br />
Prozess. Bandtrockner eignen sich<br />
für kontinuierliche Linien, die große<br />
Mengen verarbeiten. Trommeltrockner<br />
sind vor allem bei kleineren<br />
Chargen oder bei Produkten interessant,<br />
die durch eine leichte<br />
Bewegung während der Trocknung<br />
gleichmäßiger entfeuchtet werden.<br />
44 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Hordentrockner wiederum bieten die<br />
Möglichkeit, sowohl Schüttgüter als<br />
auch Produkte in Einzellagen flexibel<br />
zu verarbeiten. Allen Systemen gemeinsam<br />
ist die Inte gration der Wärmepumpentechnik.<br />
Praxisbeispiel Gäubodenkräuter<br />
Ein eindrucksvolles Beispiel liefert<br />
Gäubodenkräuter in Straubing. Das<br />
Unternehmen verarbeitet Kräuter<br />
wie Petersilie und Schnittlauch, die<br />
aus regionalem Anbau stammen. Die<br />
Rohware wird geschnitten, getrocknet<br />
und anschließend an Lebensmittelhersteller<br />
in ganz Deutschland<br />
geliefert. Bislang nutzte Gäubodenkräuter<br />
einen gasbefeuerten Bandtrockner<br />
mit sieben Bändern à zwölf<br />
Metern Länge. Pro Stunde wurden<br />
rund 1.<strong>25</strong>0 Kilogramm Kräuter getrocknet,<br />
bei einer durchschnittlichen<br />
Temperatur von 100 °C. Der Energiebedarf<br />
lag bei 1.900 kW thermisch <strong>–</strong><br />
bereitgestellt über fünf Gasbrenner.<br />
Mit steigenden Gaspreisen und zunehmender<br />
CO 2 -Belastung wurde<br />
der Betrieb immer unwirtschaftlicher.<br />
Geschäftsführer Richard Bachl<br />
entschied, nach energieeffizienten Alternativen<br />
zu suchen. Auf der Anuga<br />
Foodtec kam der Kontakt zu Harter<br />
zustande. Anstatt den funktionstüchtigen<br />
Trockner auszutauschen,<br />
entstand die Idee, ihn mit Wärmepumpentechnik<br />
umzurüsten. Damit<br />
realisierte Harter erstmals im<br />
Abb. 1: Für die Trocknung von Lebensmitteln gibt es diverse Varianten. Alle Trockner sind mit<br />
einem Wärmepumpenmodul ausgestattet und arbeiten so energieeffizient, dass sie staatlich<br />
bezuschusst werden.<br />
Bild: Harter GmbH<br />
Lebensmittelbereich ein Retrofit <strong>–</strong><br />
während individuelle Neuanlagen<br />
nach Kunden anforderung schon lange<br />
zum Portfolio gehören.<br />
Infolgedessen wurden die Gasbrenner<br />
stillgelegt und durch fünf<br />
Wärmepumpenmodule ersetzt. Diese<br />
sind über isolierte Rohrleitungen<br />
mit der Trocknungsanlage verbunden.<br />
Die Module erzeugen die notwendige<br />
Prozessluft, entfeuchten sie<br />
im Kondensationsprozess und führen<br />
sie in den Kreislauf zurück. Seitdem<br />
arbeitet der Trockner abluftfrei,<br />
energieeffizient und unabhängig von<br />
klimatischen Bedingungen.<br />
Die Ergebnisse sind klar: Der<br />
Energie verbrauch sank um 74 Prozent<br />
<strong>–</strong> von 1.900 kW thermisch auf<br />
500 kW elektrisch. Gleichzeitig konnte<br />
die Prozesstemperatur auf 75 °C<br />
abgesenkt werden. Die Kräuter behalten<br />
ihre intensive grüne Farbe, ihr<br />
volles Aroma und einen hohen Gehalt<br />
an wertgebenden Inhaltsstoffen.<br />
Empfindlichere Pflanzen wie Kapuzinerkresse<br />
werden sogar bei 40 °C<br />
verarbeitet. Gerade für Produkte, die<br />
später in Arzneimitteln eingesetzt<br />
werden, ist die Schonung der Wirkstoffe<br />
entscheidend.<br />
Auch im Betrieb selbst brachte<br />
die Umrüstung Vorteile. Die Filterbox,<br />
die zuvor nur im Stillstand gewechselt<br />
werden konnte, ist heute so integriert,<br />
dass der Austausch während<br />
des laufenden Betriebs möglich ist.<br />
Damit wurden Ausfallzeiten reduziert<br />
und die Anlagenverfügbarkeit erhöht.<br />
Der Weg zum Retrofit führte<br />
über das Technikum. Dort wurden<br />
zunächst Trocknungsversuche mit<br />
kleineren Mengen durchgeführt. So<br />
konnten Parameter wie Temperatur,<br />
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max. 4.000 bar<br />
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<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
45
Energiesparend produzieren<br />
Förderung als krönender Abschluss<br />
Abb. 2: Durch den Einsatz einer Wärmepumpe konnte der Energiebedarf des Trockners von<br />
ehemals 1.900 kW thermisch auf 500 kW elektrisch gesenkt werden <strong>–</strong> das entspricht einer<br />
Einsparung von 74 %.<br />
Bild: Harter GmbH<br />
Luftvolumenstrom und Luftführung<br />
exakt ermittelt werden. Anschließend<br />
fanden Vor-Ort-Tests in Straubing<br />
statt, bei denen die Kräuter direkt<br />
aus den Vorprozessen entnommen<br />
wurden. Diese Vorgehensweise stellte<br />
sicher, dass die Umstellung in der<br />
Praxis ohne Probleme funktionierte.<br />
„Viele Hersteller haben gute<br />
Trockner im Einsatz und es gibt keinen<br />
Grund, daran zu rütteln“, erklärt<br />
Stephan Ortmann aus dem technischen<br />
Vertrieb von Harter. „Unter<br />
bestimmten Umständen ist es möglich,<br />
die bestehende Energiequelle<br />
abzuschalten und auf Wärmepumpentechnik<br />
umzurüsten.“ Welche<br />
Umstände dies sind, bleibt eine<br />
Einzel fallentscheidung. Lebensmitteltechnologe<br />
Fabian Baur ergänzt: „Zu<br />
viele Parameter spielen mit hinein.<br />
Deshalb prüfen wir jeden Fall sorgfältig<br />
im Technikum.“<br />
Das Retrofit bei Gäubodenkräuter<br />
zeigt, dass Wärmepumpentechnologie<br />
nicht nur für Neuanlagen geeignet<br />
ist. Sie bietet auch für bestehende<br />
Systeme eine zukunftsfähige<br />
Option <strong>–</strong> ökologisch, ökonomisch und<br />
produktschonend.<br />
Maßgeschneiderte Lösungen durch<br />
das Technikum<br />
Das Technikum ist das Herzstück<br />
der Entwicklung. Band-, Horden-<br />
und Trommeltrockner stehen dort<br />
in praxisgerechter Größe zur Verfügung.<br />
Kunden bringen ihre Produkte<br />
ein, um die optimalen Prozessbedingungen<br />
zu ermitteln. Dabei<br />
werden nicht nur Zeit und Temperatur<br />
geprüft, sondern auch strömungstechnische<br />
Größen.<br />
Luftvolumenstrom und Geschwindigkeit<br />
bestimmen, wie schnell<br />
und wie gleichmäßig ein Produkt<br />
trocknet. Die Luftführung entscheidet<br />
über die Homogenität der Ergebnisse.<br />
Eine gezielte Anströmung<br />
ist unerlässlich, um auch bei Schüttgütern<br />
gleichmäßige Ergebnisse zu<br />
erzielen.<br />
Darüber hinaus prüft das Technikum,<br />
ob Temperier- oder Kühlphasen<br />
erforderlich sind. Manche Produkte<br />
profitieren von gezielten Temperaturwechseln,<br />
andere erfordern eine<br />
sanfte Nachbehandlung. Die Wärmepumpentechnik<br />
kann diese Anforderungen<br />
flexibel integrieren.<br />
Neben den Versuchen im Allgäu<br />
bietet Harter Leihanlagen an,<br />
mit denen Tests direkt beim Kunden<br />
möglich sind. In einigen Fällen werden<br />
auch individuelle Testtrockner<br />
konstruiert, die speziell für ein Projekt<br />
ausgelegt sind. So stellt Harter<br />
sicher, dass die Planung auf belastbaren<br />
Daten basiert und spätere Anlagen<br />
zuverlässig arbeiten.<br />
Für die Lebensmittelindustrie ist<br />
dieses Vorgehen von hohem Wert.<br />
Die Trocknung ist ein Zusammenspiel<br />
aus Thermodynamik, Strömungsmechanik<br />
und Produktspezifik. Nur<br />
wenn alle Faktoren exakt aufeinander<br />
abgestimmt sind, entstehen reproduzierbare<br />
Ergebnisse mit gleichbleibender<br />
Qualität.<br />
Die Wärmepumpentechnologie überzeugt<br />
nicht nur technisch, sondern<br />
auch wirtschaftlich. Bereits 2017 wurde<br />
sie in Deutschland, Öster reich<br />
und der Schweiz als förderfähige Zukunftstechnologie<br />
eingestuft. Unternehmen,<br />
die in diese Technik investieren,<br />
können staatliche Zuschüsse<br />
beantragen <strong>–</strong> sowohl für Neuanlagen<br />
als auch für Retrofits wie bei<br />
Gäubodenkräuter.<br />
Dies reduziert die Investitionshürde<br />
erheblich. Hersteller profitieren<br />
doppelt: Sie sparen Energie und<br />
Betriebskosten, während Förderprogramme<br />
die Finanzierung erleichtern<br />
und Amortisationszeiten verkürzen.<br />
Damit verbindet die Wärmepumpentrocknung<br />
ökologische, ökonomische<br />
und produktspezifische<br />
Vorteile. Sie schont die Produkte, ermöglicht<br />
eine sichere und abluftfreie<br />
Produktion, spart Energie <strong>–</strong> und<br />
wird staatlich gefördert. Für viele<br />
Lebens mittelhersteller ist dies die<br />
ideale Kombination, um sich langfristig<br />
nachhaltig und wettbewerbsfähig<br />
aufzustellen.<br />
Abb. 3: Lebensmitteltechnologe Fabian<br />
Baur ermittelt im Technikum die optimalen<br />
Prozess bedingungen für eine gleichmäßige<br />
und effiziente Trocknung Bild: Harter GmbH<br />
Autor:<br />
Stephan Ortmann<br />
Harter GmbH<br />
88167 Stiefenhofen<br />
Tel. +49 (0)8383 9223<strong>–</strong>12<br />
stephan.ortmann@harter-gmbh.de<br />
www.harter-gmbh.de<br />
46 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Gummiverschleiß und grüne Innovation:<br />
Auf dem Weg zur nachhaltigen Mobilität<br />
Ruibin Xu, Naoshi Miyashita, Bo Persson<br />
Wenn sich Gummi abnutzt, setzt es<br />
winzige Partikel in die Umwelt frei.<br />
Einige sind groß genug, um sie zu<br />
sehen, aber viele sind mikroskopisch<br />
klein - zu klein, um sie zu erkennen,<br />
aber möglicherweise mit<br />
erheblichen Folgen für die Umwelt.<br />
In professionellen Räderhotels wird das Problem des Profilabriebs von Fahrzeugreifen sichtund<br />
greifbar.<br />
Bild: Forschungszentrum Jülich/Sascha Kreklau<br />
Gummiabrieb ist ein unsichtbarer<br />
Prozess, über den die meisten Menschen<br />
kaum nachdenken. Dennoch<br />
findet er überall um uns herum statt:<br />
an Autoreifen, Motordichtungen, Aufzugsgurten<br />
und sogar an den Sohlen<br />
unserer Schuhe. Er ist ein Nebenprodukt<br />
der Reibung, einer Kraft die die<br />
Bewegung sich berührender Körper<br />
zueinander hemmt, aber dadurch<br />
richtungsgebende Kraftübertragung<br />
erst möglich macht.<br />
Als Kernbestandteil des modernen<br />
Landverkehrs spielen Gummireifen<br />
eine entscheidende Rolle bei<br />
der Lastübertragung, der Kraftübertragung<br />
und der Fahrzeugsicherheit.<br />
Nach Angaben von Tire Business erreichten<br />
die kombinierten Umsatzerlöse<br />
der 75 weltweit führenden Reifenhersteller<br />
im Jahr 2022 rund 186,8<br />
Milliarden USD [1]. Der Jahresbericht<br />
2024 von Michelin [2, 3] schätzt, dass<br />
die weltweite Reifenproduktion 1,785<br />
Milliarden Einheiten erreichte.<br />
Der Reifenverschleiß ist eine<br />
wichtige Form des Gummiabriebs<br />
und unterscheidet sich von anderen<br />
Arten des Materialverlusts durch das<br />
große Volumen und die Langlebigkeit<br />
der dabei entstehenden Partikel. Da<br />
Reifen bei regelmäßiger Fahrt, insbesondere<br />
auf rauen Straßen, abgenutzt<br />
werden, geben sie einen stetigen<br />
Strom kleiner Partikel an die<br />
Umwelt ab. Diese Partikel sind weithin<br />
als eine der Hauptquellen für die<br />
Verschmutzung durch Mikroplastik<br />
anerkannt [4, 5], zusammen mit<br />
den Partikeln aus der Textilindustrie<br />
[6]. Sie wurden jetzt als die größte<br />
Einzel quelle für primäres Mikroplastik<br />
in der Umwelt identifiziert, mit einer<br />
geschätzten jährlichen weltweiten<br />
Freisetzung von 6,3 Millionen<br />
Tonnen [7]. Regionale Studien zeigen,<br />
dass bis zu 28 % der primären Mikroplastikverschmutzung<br />
der Meere auf<br />
Reifenabrieb zurückgeführt werden<br />
kann [8]. Wenn diese Partikel von<br />
Meeresorganismen verschluckt werden,<br />
können sie sich in deren Verdauungssystemen<br />
ansammeln und sogar<br />
die Nahrungskette durchlaufen,<br />
wobei sie sich auf ihrem Weg weiter<br />
anreichern [9, 10].<br />
Problematische Füllstoffe<br />
Das Problem könnte sich durch die<br />
bei der Reifenherstellung verwendeten<br />
chemischen Zusatzstoffe noch<br />
verschärfen. Dazu gehören verstärkende<br />
Füllstoffe wie Ruß und Kieselsäure<br />
sowie Zusätze wie Antioxidantien<br />
(z. B. 6PPD), Weichmacher und<br />
Spuren von polyzyklischen aromatischen<br />
Kohlenwasserstoffen (PAK),<br />
die während der Herstellung und<br />
Verwendung in den Reifen gelangen<br />
[11, 12]. Diese Chemikalien können<br />
langsam in die Umwelt freigesetzt<br />
werden, wenn sich die Reifenpartikel<br />
durch Sonnenlicht, Wasser oder<br />
mikrobielle Aktivität zersetzen [13-<br />
15]. Toxikologische und ökologische<br />
Studien haben gezeigt, dass freigesetzte<br />
Stoffe wie Zinkionen, Benzothiazolverbindungen,<br />
PAK und ihre<br />
Nebenprodukte eine Reihe von<br />
schädlichen Auswirkungen haben<br />
können, darunter akute Toxizität und<br />
Entwicklungsstörungen bei lebenden<br />
Organismen [16-19]. Es ist jedoch<br />
wichtig anzuerkennen, dass diese<br />
Additive eine wesentliche Rolle bei<br />
der Gewährleistung der Sicherheit,<br />
Haltbarkeit und Kraftstoffeffizienz<br />
von Reifen spielen, was erhebliche<br />
wirtschaftliche und gesellschaftliche<br />
Vorteile mit sich bringt. Die Verringerung<br />
der Menge an Mikroplastik aus<br />
dem Reifenverschleiß ist daher von<br />
großer ökologischer Bedeutung, wie<br />
in jüngsten internationalen Bewertungen<br />
[5] hervorgehoben wird.<br />
Es gibt auch einen starken wirtschaftlichen<br />
Grund, den Reifenverschleiß<br />
zu verringern. Ein Bericht der<br />
U.S. National Academies of Sciences<br />
[20] zeigte, dass eine Verlängerung<br />
der Reifenlebensdauer um 10 %<br />
zu Einsparungen von rund 12 USD<br />
pro Fahrzeug und Jahr führen kann.<br />
Diese Erkenntnis wird von Consumer<br />
Reports [21, 22] bestätigt, die<br />
feststellten, dass Reifen mit hoher<br />
Lebensdauer zwar im Voraus mehr<br />
kosten, ihre Kosten pro Kilometer<br />
jedoch um mehr als 50 % niedriger<br />
sein können als die von günstigen<br />
Einsteigermodellen [23]. Bei rund 280<br />
Millionen zugelassenen Fahrzeugen<br />
in der Europäischen Union im Jahr<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
47
Energiesparend produzieren<br />
2023 [24] könnte eine Verbesserung<br />
der Reifenhaltbarkeit in der gesamten<br />
Flotte erhebliche wirtschaftliche<br />
und ökologische Vorteile bringen.<br />
Dieses Ziel steht im Einklang mit dem<br />
europäischen Green Deal, der darauf<br />
abzielt, die Umweltverschmutzung zu<br />
reduzieren und eine nachhaltigere<br />
Mobilität auf dem gesamten Kontinent<br />
zu fördern [<strong>25</strong>, 26].<br />
Unterschiedliche Testmethoden<br />
Die Abnutzung von Gummi ist nicht<br />
nur ein wichtiges ökologisches und<br />
wirtschaftliches Problem, sondern<br />
auch eine langjährige wissenschaftliche<br />
Herausforderung, die die Aufmerksamkeit<br />
der Forscher seit Jahrzehnten<br />
auf sich zieht.<br />
Die Erforschung des Verschleißes<br />
hat eine lange Geschichte, die sowohl<br />
experimentelle Beobachtungen als<br />
auch theoretische Modellierung<br />
umfasst [27]. Was die experimentelle<br />
Seite betrifft, so konzentrierten<br />
sich die ersten Forscher darauf, den<br />
Reifenverschleiß unter kontrollierten<br />
Laborbedingungen zu simulieren. Im<br />
Jahr 1929 schlug Lambourn [28] einen<br />
der ersten standardisierten Abriebtests<br />
vor, um den Straßenverschleiß<br />
im Labor zu simulieren. Dieser Ansatz<br />
bildete eine wichtige Grundlage für<br />
die Verknüpfung von Materialeigenschaften<br />
im Labor mit der Haltbarkeit<br />
von Reifen in der Praxis. Im Laufe der<br />
Jahre wurden verschiedene Labormethoden,<br />
wie der Akron- und der<br />
DIN-Abriebtest, entwickelt und später<br />
standardisiert, um die Verschleißfestigkeit<br />
von Gummi zu bewerten.<br />
Diese Tests führten kontrollierte Reibungs-<br />
und Gleit bedingungen ein,<br />
um die Abnutzung auf wiederholbare<br />
Weise zu beschleunigen und lieferten<br />
wichtige Werkzeuge für die Materialauswahl<br />
und die Laufflächenoptimierung.<br />
Studien haben jedoch gezeigt,<br />
dass es oft schwierig ist, Laborverschleißtests<br />
mit (zeitaufwendigen<br />
und teuren) Fahrzeugtests in Originalgröße<br />
zu korrelieren, bei denen<br />
dieselben Reifen auf Pkw oder Lkw<br />
montiert und auf normalen Straßen<br />
gefahren werden. Einer der Hauptgründe<br />
dafür ist, dass die in Labortests<br />
angewandten Eingangsbedingungen<br />
im Vergleich zu den typischen<br />
Betriebsbedingungen zu streng sein<br />
können.<br />
Das einflussreichste und am weitesten<br />
verbreitete theoretische Verschleißmodell<br />
ist das Archard-Modell<br />
[29], das in den 1950er Jahren<br />
vorgeschlagen wurde. Es geht davon<br />
aus, dass sich die Kontaktbereiche<br />
plas tisch verformen und dass<br />
das Verschleißvolumen proportional<br />
zur aufgebrachten Last und zum<br />
Gleitweg und umgekehrt proportional<br />
zur Materialhärte ist. Obwohl<br />
das Archard-Modell allgemeine Tendenzen<br />
im Verschleißverhalten erfasst,<br />
wie z. B. die häufig beobachtete<br />
lineare Abhängigkeit der Verschleißrate<br />
von der Belastung und dem<br />
Gleitweg nach dem Einlaufen, kann<br />
es weder die Verschleißrate vorhersagen<br />
noch die Mechanismen erklären,<br />
die den Verschleiß bestimmen.<br />
Tatsächlich hängt die Verschleißrate<br />
im Archard-Modell von einem<br />
dimensions losen Verschleißkoeffizienten<br />
ab, der die Wahrscheinlichkeit<br />
darstellt, dass sich bei jedem<br />
Kontakt mit der Oberfläche ein Verschleißpartikel<br />
bildet. Bei experimentellen<br />
Messungen wurde festgestellt,<br />
dass dieser Koeffizient zwischen 10 −7<br />
und 10 −1 liegt, ohne dass ein grundlegendes<br />
Verständnis dafür vorliegt,<br />
warum. Während das Archard-Verschleißmodell<br />
für einige Materialien<br />
gut funktioniert, kann es nicht auf<br />
Materialien wie Gummi angewendet<br />
werden.<br />
Für Gummiabrieb gibt es in der<br />
Literatur nur wenige Modellierungsversuche.<br />
Grosch und Schallamach<br />
[30] schlugen 1965 eines der ersten<br />
Modelle für den Gummiverschleiß<br />
auf rauen Oberflächen vor, das das<br />
Verschleißvolumen mit der Reibungsenergie<br />
in Verbindung brachte. Folgestudien<br />
haben jedoch gezeigt,<br />
dass es keine einfache Beziehung<br />
zwischen der Verschleißrate und<br />
der dissipierten Energie gibt. Diese<br />
frühen Modelle lieferten zwar einige<br />
Erkenntnisse, aber viele stützten sich<br />
stark auf empirische Kalibrierung und<br />
ließen eine mikroskopische Erklärung<br />
für die physikalischen Ursachen vermissen,<br />
oder sie basierten auf problematischen<br />
Beobachtungen. Infolgedessen<br />
bleiben ihre Robustheit und<br />
allgemeine Anwendbarkeit fraglich.<br />
Komplexe Verschleißfaktoren<br />
Das Verständnis der physikalischen<br />
Grundlagen ist daher mehr als eine<br />
akademische Übung. Es ist unerlässlich,<br />
um seine Auswirkungen<br />
zu verringern. Aber was macht den<br />
Verschleiß von Gummi so schwer vorhersehbar?<br />
Obwohl es sich um ein<br />
alltägliches Phänomen handelt, ist<br />
es nach wie vor schwierig, den Verschleiß<br />
von Gummi mit wissenschaftlicher<br />
Genauigkeit vorherzusagen.<br />
Diese Herausforderung ergibt<br />
sich aus der Tatsache, dass der Verschleiß<br />
von Gummi ein stark gekoppelter<br />
und multivariater Prozess ist.<br />
Er hängt nicht nur von den intrinsischen<br />
Eigenschaften des Gummis<br />
selbst ab, sondern auch von einer<br />
Vielzahl externer Faktoren. Zu<br />
den wichtigsten Einflussparametern<br />
gehören die folgenden:<br />
• Materialeigenschaften: Verschiedene<br />
Gummimischungen können<br />
sich in ihrer Verschleißfestigkeit<br />
stark unterscheiden. Die Art der<br />
Polymermatrix (Natur- oder Synthesekautschuk),<br />
der Vernetzungsgrad<br />
sowie die Menge und Art der<br />
Füllstoffe wie Ruß oder Kieselsäure<br />
spielen eine wichtige Rolle.<br />
Mechanische Eigenschaften wie<br />
Härte, Zugfestigkeit, Reißfestigkeit<br />
und dynamische Viskoelastizität<br />
bestimmen, wie gut der Kautschuk<br />
abrasiven Kräften widerstehen<br />
oder dem Wachstum von Ermüdungsrissen<br />
widerstehen kann. So<br />
schneiden beispielsweise Mischungen<br />
mit höherer Reißfestigkeit und<br />
Bruchenergie bei Haltbarkeitstests<br />
oft besser ab.<br />
• Umweltbedingungen: Die Umgebungsbedingungen<br />
haben einen<br />
starken Einfluss auf das Verschleißverhalten.<br />
Die Temperatur<br />
ist ein Schlüsselfaktor. Hohe<br />
Temperaturen verringern die<br />
Reißfestigkeit und beschleunigen<br />
die Alterung, während niedrige<br />
Temperaturen das Gummi<br />
härter machen und im Extremfall,<br />
wie z. B. bei der Verwendung von<br />
Sommerreifen unter winterlichen<br />
Bedingungen, die Anfälligkeit für<br />
spröde Schäden erhöhen können.<br />
48 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Auch die relative Luftfeuchtigkeit<br />
und das Vorhandensein von Verunreinigungen<br />
wie Wasser oder<br />
Schlamm wirken sich auf den Verschleiß<br />
aus. So können beispielsweise<br />
trockene und nasse Bedingungen<br />
zu unterschiedlichem<br />
Verschleißverhalten führen. Wasser<br />
oder Schlamm können eine<br />
schmierende und kühlende Wirkung<br />
haben, die dazu beiträgt, die<br />
Schwere einzelner Reibungsvorgänge<br />
zu verringern. Umweltbedingte<br />
Alterungsfaktoren wie ultraviolettes<br />
Licht und Ozon können<br />
zur Rissbildung an der Oberfläche<br />
führen und den Verschleißmechanismus<br />
verändern.<br />
• Reifenkonstruktion, Belastung und<br />
Bewegungsbedingungen: Die Abnutzung<br />
des Reifens hängt nicht<br />
nur von der Gummimischung,<br />
sondern auch von der Konstruktion<br />
des Reifens ab. Verschleiß tritt<br />
nur dann auf, wenn zwischen den<br />
Profilblöcken und der Straßenoberfläche<br />
Schlupf auftritt, was<br />
typischerweise beim Bremsen,<br />
Beschleunigen oder in Kurven der<br />
Fall ist. Das Ausmaß des Schlupfes<br />
hängt von der Reifenkonstruktion<br />
ab. So weisen Radialreifen einen<br />
geringeren durchschnittlichen<br />
Schlupf und damit einen geringeren<br />
Verschleiß (und eine bessere<br />
Kraftstoffeffizienz) auf als Diagonalreifen.<br />
Die vertikale Belastung<br />
des Reifens, die Verteilung des Anpressdrucks<br />
und die Art der Bewegung<br />
(Rollen oder Gleiten) wirken<br />
sich alle auf die Verschleißrate aus.<br />
Im realen Fahrbetrieb führen Geradlinigkeit,<br />
häufige Kurvenfahrten<br />
und Bremsen zu unterschiedlichen<br />
Verschleißerscheinungen. Die Vorhersagemodelle<br />
müssen das gesamte<br />
Spektrum der Fahrzeugbelastungen<br />
und Fahrbedingungen<br />
berücksichtigen.<br />
• Eigenschaften der Straßenoberfläche:<br />
Die Rauheit und die Zusammensetzung<br />
der Straßenoberfläche,<br />
ob rau wie Asphalt oder Beton<br />
oder glatt wie epoxidbeschichtete<br />
Böden in Parkhäusern, bestimmen<br />
direkt, wie sie mit dem Gummi<br />
inter agieren. Alle festen Oberflächen<br />
sind auf verschiedenen Längenskalen<br />
rau. Bei Straßenoberflächen<br />
kann die Rauheit von der<br />
Zentimeterskala bis hinunter zu<br />
atomaren Abständen reichen, und<br />
es ist nicht von vornherein klar,<br />
welche Längenskalen für Reibung<br />
und Verschleiß am wichtigsten<br />
sind. Im Allgemeinen gilt: Je rauer<br />
und kantiger die Oberfläche ist,<br />
desto stärker ist der Verschleiß<br />
tendenziell. So drücken beispielsweise<br />
scharfe Spitzen in den<br />
Gummi und erzeugen lokale Spannungskonzentrationen,<br />
die zum<br />
Reißen oder Abscheren des Materials<br />
führen. Verunreinigungen wie<br />
Staub oder Wasserfilme können<br />
als „dritte Körper“ an der Grenzfläche<br />
wirken und verringern in<br />
der Regel sowohl die Reibung als<br />
auch den Verschleiß. Um den Verschleiß<br />
genau vorhersagen zu<br />
können, müssen die Modelle die<br />
Schnittstelle zwischen Reifen und<br />
Straße realistisch darstellen. Die<br />
Vereinfachung der komplexen Natur<br />
realer Straßenoberflächen und<br />
der Drittkörpereffekte in brauchbare<br />
Modell parameter bleibt jedoch<br />
eine große Herausforderung.<br />
Zusammenfassend lässt sich sagen,<br />
dass der Verschleiß von Reifen aus<br />
einem komplexen Zusammenspiel<br />
von Reifenkonstruktion, Materialverhalten,<br />
Umgebungsbedingungen,<br />
mechanischer Belastung und Oberflächeninteraktionen<br />
resultiert. Aufgrund<br />
des Mangels an zuverlässigen<br />
Vorhersagemodellen, die auf physikalischen<br />
Prinzipien beruhen, ist eine<br />
genaue Verschleißvorhersage nach<br />
wie vor eine große Herausforderung,<br />
besonders dann, wenn sie auf ganze<br />
Systeme unter realen Bedingungen<br />
ausgedehnt wird.<br />
Neues Testkonzept<br />
Wenn Gummi auf einer harten, zufällig<br />
rauen Oberfläche wie Beton oder<br />
Asphalt gleitet, sind zwei Hauptarten<br />
von Verschleiß zu beobachten. Die<br />
eine ist die Bildung eines klebrigen<br />
Schmierfilms auf den Oberflächen,<br />
der als adhäsiver Verschleiß bezeichnet<br />
wird. Die andere ist die Bildung<br />
von Gummipartikeln, die als Ermüdungs-<br />
oder abrasiver Verschleiß<br />
bezeichnet wird. Beim Schmieren<br />
handelt es sich um eine thermomechanische<br />
Zersetzung in Gegenwart<br />
von Sauerstoff (in einer reinen<br />
Stickstoffatmosphäre tritt sie nicht<br />
auf). Der häufigere Verschleißprozess<br />
ist jedoch die Bildung von Verschleißpartikeln.<br />
Persson und seine Mitarbeiter<br />
haben kürzlich ein theoretisches<br />
Verschleißmodell entwickelt, das die<br />
Multiskalennatur der realen Oberflä<br />
Abb. 1: Schematische Darstellung des Verschleißmechanismus auf der Grundlage des Persson-Verschleißmodells.<br />
Wenn ein Gummiblock über eine raue Oberfläche gleitet, kann die<br />
Kontaktfläche der Unebenheiten genügend elastische Energie speichern, um die Rissausbreitung<br />
voranzutreiben und schließlich Verschleißpartikel zu erzeugen.<br />
Bild: Mit Genehmigung von J. Chem. Phys. Band 7, Seite 162 (20<strong>25</strong>)<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
49
Energiesparend produzieren<br />
chenrauheit berücksichtigt [31]. Das<br />
Modell basiert auf dem Konzept des<br />
Ermüdungsrisses.<br />
Ausbreitung in elastischen<br />
Kontakten.<br />
Sie geht davon aus, dass beim Kontakt<br />
einer Straßenunebenheit mit<br />
der Gummioberfläche elastische<br />
Ener gie im Material in den Kontaktbereichen<br />
der Unebenheiten vorübergehend<br />
gespeichert wird. Wenn<br />
die gespeicherte Energie hoch genug<br />
ist, um molekulare Bindungen an<br />
der Rissspitze aufzubrechen, wächst<br />
der Riss (siehe Abb. 1). Ob dies geschieht,<br />
wird durch den Vergleich der<br />
Grenz flächenspannung mit einem<br />
kritischen Schwellenwert festgestellt.<br />
Liegt die Spannung unterhalb eines<br />
kritischen Wertes, wachsen Risse<br />
extrem langsam und nur unter dem<br />
Einfluss reaktiver Gase wie Sauerstoff<br />
oder Ozon (Spannungskorrosion);<br />
dieser Beitrag zum Risswachstum<br />
kann in den meisten Fällen vernachlässigt<br />
werden.<br />
Ein einziger Kontakt zwischen<br />
dem Gummi und einer Unebenheit<br />
der Straße reicht in der Regel nicht<br />
aus, um ein Verschleißteilchen zu<br />
erzeugen. Wenn der Gummi weiter<br />
über die Oberfläche gleitet und auf<br />
viele Unebenheiten trifft, breitet sich<br />
der Riss allmählich aus. Das liegt daran,<br />
dass ein Riss bei einem bestimmten<br />
Spannungsniveau (oder gespeicherter<br />
elastischer Energie) nur über<br />
eine begrenzte Strecke wachsen<br />
kann. Physikalisch gesehen wird das<br />
Risswachstum durch eine Beziehung<br />
zwischen Verschiebung und Rissenergie<br />
bestimmt. Wenn die Zerreißenergie<br />
nicht in der Nähe der Reißfestigkeit<br />
liegt, sind viele Kontakte mit<br />
Straßenunebenheiten erforderlich,<br />
um Verschleißpartikel zu bilden. Dies<br />
erklärt die Alltagserfahrung: Wenn<br />
man hauptsächlich auf Stadtstraßen<br />
fährt, können die Reifen mehrere Jahre<br />
halten. Bei häufigen Fahrten auf<br />
rauen Landstraßen oder im Gelände<br />
verschleißen die Reifen dagegen viel<br />
schneller. Auf raueren Oberflächen<br />
kann die Grenzflächenbelastung<br />
deutlich höher sein. Wenn die Spannung<br />
einen bestimmten kritischen<br />
Wert überschreitet, kann sich sogar<br />
ein Stück Gummi bei einem einzigen<br />
Kontakt ablösen. Solche Extremfälle<br />
können zum Beispiel auftreten, wenn<br />
ein Reifen auf einen scharfen Stein<br />
trifft oder an der Kante eines Bordsteins<br />
schleift.<br />
Die Studien von Persson und<br />
seinen Mitarbeitern zeigten auch,<br />
dass die Verschleißrate proportional<br />
zum Kontaktdruck und unabhängig<br />
von der Gleitgeschwindigkeit<br />
war. Dies weicht von der traditionellen<br />
Sichtweise ab, bei der Tests<br />
in der Regel bei höheren Geschwindigkeiten<br />
durchgeführt werden, die<br />
im Allgemeinen zu einer erheblichen<br />
Reibungserwärmung führen. In dem<br />
niedrigen Geschwindigkeitsbereich<br />
(unter 1 cm/s), der in der Studie der<br />
Gruppe von Persson verwendet wurde,<br />
wurde keine signifikante Reibungserwärmung<br />
beobachtet. Unter<br />
realistischen Bedingungen, wie z. B.<br />
beim ABS-Bremsen, können die lokalen<br />
Schlupfgeschwindigkeiten in der<br />
Reifen-Fahrbahn-Kontaktfläche zwischen<br />
1−10 m/s erreichen. Obwohl<br />
solch hohe Geschwindigkeiten in dieser<br />
Arbeit nicht untersucht wurden,<br />
würde die Reibungserwärmung in<br />
diesen Situationen wahrscheinlich zu<br />
einer höheren Verschleißrate führen.<br />
Weitergehende Anwendungsfelder<br />
Dieser theoretische Rahmen basiert<br />
auf dem Persson-Modell der Kontaktmechanik,<br />
das die Wahrscheinlichkeitsverteilung<br />
der Spannung<br />
beim Zusammendrücken zweier elastischer<br />
Festkörper vorhersagt. Das<br />
Verschleißmodell ermöglicht Vorhersagen<br />
über Verschleißraten, die Anzahl<br />
der Verschleißpartikel und ihre<br />
Größenverteilung. Aufbauend auf<br />
dem Modell des elastischen Kontakts<br />
haben Persson und sein Team<br />
die Theorie auch auf das plastische<br />
Fließen ausgedehnt [32], welches<br />
die Vorhersage des Verschleißes<br />
bei elasto- plastischen Kontakten ermöglicht,<br />
was besonders für Polymere<br />
(außer Gummi) wichtig ist. Diese<br />
Materialien kommen in unzähligen<br />
Anwendungen zum Einsatz, und in<br />
einigen Fällen kann der Verschleiß<br />
schwerwiegende Folgen haben. So<br />
werden beispielsweise Polyethylen<br />
hoher Dichte (HDPE) und Polyethylen<br />
Yokohama Rubber<br />
Yokohama Rubber ist seit<br />
langem für sein Engagement<br />
bei der Weiterentwicklung<br />
der Reifen technologie<br />
und der Bewältigung der mit<br />
der Reifennutzung verbundenen<br />
Umweltprobleme bekannt.<br />
In Zusammenarbeit mit<br />
Dr. Persson und seinem Team<br />
unterstützte das Unternehmen<br />
die Entwicklung des ersten theoretischen<br />
Modells, das in der<br />
Lage ist, die Abnutzungsrate von<br />
Gummi und die Verteilung der<br />
Partikelgröße vorherzusagen. Im<br />
Rahmen seiner YX2026-Strategie<br />
treibt Yokohama weiterhin Innovationen<br />
bei Gummimaterialien,<br />
Reifendesign und Produktionstechnologien<br />
voran, um eine<br />
“kosten günstige und schnelle<br />
Entwicklung von Qualitätsprodukten”<br />
zu erreichen. Das<br />
Unternehmen setzt sich weiterhin<br />
dafür ein, Reifen mit verbesserter<br />
Verschleißfestigkeit zu<br />
liefern, einen Beitrag zum Umweltschutz<br />
zu leisten und die<br />
Entwicklung von Technologien<br />
voranzutreiben, die die Kohlenstoffneutralität<br />
unterstützen.<br />
mit ultrahohem Molekulargewicht<br />
(UHMWPE) häufig in künstlichen Gelenken<br />
verwendet, wo Verschleiß die<br />
Lebensdauer eines Implantats begrenzen<br />
und Entzündungsreaktionen<br />
im umliegenden Gewebe auslösen<br />
kann [32].<br />
Auch wenn die Theorie noch<br />
nicht vollständig ist, bietet sie doch<br />
eine neue Perspektive und wertvolle<br />
Instrumente für die quantitative<br />
und qualitative Vorhersage von Verschleiß.<br />
In einer anderen Studie von<br />
Persson und Mitarbeitern [33] wurden<br />
Vergleichsexperimente mit zwei<br />
weit verbreiteten Kautschukmischungen<br />
durchgeführt: Naturkautschuk<br />
(NR) und Styrol-Butadien-Kautschuk<br />
(SBR), die beide mit Kohlenstoffund<br />
Silika-Füllstoffen formuliert wurden.<br />
Diese Materialien wurden auf<br />
50 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Energiesparend produzieren<br />
Beton oberflächen sowohl unter trockenen<br />
als auch unter Wasserbedingungen<br />
getestet (siehe Abb. 2).<br />
Wie erwartet, wies NR in geschmierter<br />
Umgebung innerhalb eines bestimmten<br />
Druck bereichs deutlich geringere<br />
Verschleißraten auf, was mit<br />
den bisherigen Erkenntnissen übereinstimmt.<br />
Im Gegensatz dazu zeigte<br />
SBR eine unerwartete Erhöhung der<br />
Verschleißrate unter denselben geschmierten<br />
Bedingungen. Diese<br />
Beobach tung deutet darauf hin, dass<br />
die Mechanismen, die den Kautschukverschleiß<br />
unter realistischen Bedingungen<br />
steuern, komplexer sein<br />
könnten als bisher angenommen.<br />
Was kommt als Nächstes?<br />
Gummiverschleiß beginnt im Mikround<br />
Nanobereich, aber seine Auswirkungen<br />
erstrecken sich auf globale<br />
Umwelt- und Wirtschaftssysteme.<br />
Mit wachsenden Fahrzeugflotten<br />
und insbesondere mit der zunehmenden<br />
Verbreitung von Elektrofahrzeugen<br />
(EVs) wird das Problem<br />
noch dringlicher. Elektrofahrzeuge<br />
sind in der Regel schwerer und haben<br />
ein höheres Drehmoment als<br />
Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor,<br />
was zu einem schnelleren Reifenverschleiß<br />
führt. In diesem Zusammenhang<br />
sind das Verständnis und<br />
die Kontrolle des Gummiabriebs zu<br />
einer dringenden Priorität geworden.<br />
Die Überbrückung der Kluft zwischen<br />
Grundlagenforschung und nachhaltiger<br />
Mobilität erfordert koordinierte<br />
Anstrengungen in mehreren Schlüsselbereichen.<br />
Aus wissenschaftlicher Sicht ist<br />
die Verbesserung der Genauigkeit<br />
und Anwendbarkeit unseres theoretischen<br />
Rahmens ein wichtiger<br />
Schritt, um zuverlässigere Vorhersagen<br />
und eine breitere praktische<br />
Anwendung zu ermöglichen. Zukünftige<br />
Arbeiten sollten sich auf<br />
die Verfeinerung des Modells konzentrieren,<br />
indem tiefere Einblicke<br />
in die Riss ausbreitung auf mikroskopischer<br />
Ebene gewonnen werden<br />
und statis tische Beschreibungen der<br />
anfänglichen Oberflächenfehlerverteilung<br />
einbezogen werden. Diese<br />
Fort schritte würden die Fähigkeit<br />
des Modells verbessern, die Variabilität<br />
und Komplexität der realen Kontaktbedingungen<br />
zu erfassen. Eine<br />
solidere theoretische Grundlage würde<br />
auch bessere Werkzeuge für die<br />
Versuchsplanung, die Materialoptimierung<br />
und das Benchmarking der<br />
Leistungsfähigkeit bieten.<br />
Auf der Materialebene sind Innovationen<br />
bei den Gummirezepturen unerlässlich.<br />
Der Ersatz herkömmlicher<br />
Additive durch umweltfreundlichere<br />
Alternativen könnte die Toxizität und<br />
die langfristige Verweildauer von Verschleißpartikeln<br />
in der Umwelt deut<br />
Autoren:<br />
Ruibin Xu 1 , Postdoktorand am<br />
Forschungszentrum Jülich<br />
Naoshi Miyashita 2 , Fellow und Leiter<br />
des Modellierungs- und Analyselabors,<br />
Yokohama Rubber Co.<br />
Bo Persson 1 , Forscher am<br />
Forschungszentrum Jülich<br />
Abb. 2: Verschleißspuren eines mit Kohlenstoff gefüllten SBR-Blocks, der unter wassergeschmierten<br />
Bedingungen auf einer Betonoberfläche gleitet. Die auf dem Foto sichtbaren<br />
schwarzen Spuren sind Verschleißpartikel, die sich entlang der Gleitbahn angesammelt haben.<br />
Der Test wurde im Forschungszentrum Jülich, Deutschland, mit 10 Hin- und Herfahrten<br />
von je 20 cm unter einer Last von 230 N durchgeführt.<br />
Bild: Mit Genehmigung aus Wear, Band 578-579, Seite 206200 (20<strong>25</strong>)<br />
1 Peter Grünberg Institut<br />
Forschungszentrum Jülich<br />
524<strong>25</strong> Jülich, Deutschland<br />
2 The Yokohama Rubber Company<br />
2-1 Oiwake, Hiratsuka<br />
Kanagawa <strong>25</strong>4-8601, Japan<br />
<strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong><br />
51
Energiesparend produzieren<br />
lich verringern. Parallel dazu können<br />
die Entwicklung verschleißfester Mischungen<br />
und die Verbesserung der<br />
Ermüdungsfestigkeit und Bruchzähigkeit<br />
auf molekularer Ebene die Gesamtlebensdauer<br />
erhöhen und damit<br />
die Partikelbildung während der<br />
gesamten Lebensdauer des Produkts<br />
weiter einschränken.<br />
Verbesserungen in anderen Berei<br />
chen wie Reifendesign, Nutzungsmanagement<br />
und Recycling am<br />
Ende des Lebenszyklus sind ebenfalls<br />
vielversprechende Wege, um die<br />
Gesamtauswirkungen des Gummiabriebs<br />
zu verringern. Letztendlich<br />
ist die Kontrolle des Gummiverschleißes<br />
entscheidend, um sowohl grüne<br />
Inno vationen als auch nachhaltige<br />
Mobilität voranzutreiben.<br />
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Nations Environment Programme, 2024.<br />
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characteristics on exposure risk”.<br />
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[32] R. Xu and B. N. J. Persson. “Sliding wear: role of plasticity”.<br />
In: Tribology Letters 73.109 (20<strong>25</strong>).<br />
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“Rubber wear on concrete: dry and in-water conditions”.<br />
In: Wear 578-579.206200 (20<strong>25</strong>).<br />
52 <strong>GREEN</strong> <strong>EFFICIENT</strong> <strong>TECHNOLOGIES</strong> 20<strong>25</strong>
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Die neue Batterie- und Asset Management-Software<br />
von Emerson verbessert<br />
die Rendite und die Netzstabilität<br />
Die Ovation Green-Lösungen für Batteriespeicher rationalisieren<br />
die Steuerung und Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Steigerung der<br />
Flexibilität und Lebensdauer der Batterie<br />
Emerson, ein führender Anbieter von Industrietechnologie mit fortschrittlichen<br />
Automatisierungslösungen, hat die Einführung von<br />
Spezial lösungen für Batteriespeicher (BESS) angekündigt, die über eine<br />
Energie- und Asset-Management-Software für sein Ovation Green<br />
Lösungsportfolio für erneuerbare Energien verfügen. Durch die Kombination<br />
von bewährten, zweckspezifischen Reglern von Kraftwerken,<br />
Energiemanagementstrategien und SCADA verbindet die BESS-Lösung<br />
von Emerson Geräte und Systeme über Herstellergrenzen hinweg und<br />
stellt Daten zu Batteriespeichern in Form verwertbarer Erkenntnisse<br />
zusammen, um die Batterienutzung zu optimieren und die Batterielebensdauer<br />
zu verlängern. Das ermöglicht höhere Erträge und verbessert<br />
die Effizienz und Nachhaltigkeit.<br />
Der globale Markt für Batteriespeicher hat einen Wendepunkt erreicht,<br />
da der technologische Fortschritt und die globale Nachfrage nach<br />
nachhaltiger Elektrizität den Wert erneuerbarer Energiespeicher und<br />
des Netzmanagements erhöhen. Da die Internationale Energieagentur<br />
ein Wachstum der weltweiten Elektrizitätsnachfrage bis 2027 von<br />
rund 4 % jährlich prognostiziert, bereiten sich die Netzbetreiber auf<br />
einen erhöhten Strombedarf vor - ein Wandel, der die Energiemärkte<br />
nachhaltig und dynamisch verändern wird. Batteriespeicherstandorte<br />
können diese Marktverschiebungen jedoch nur dann nutzen, wenn sie<br />
die von Datensilos, hohen Wartungskosten und der Notwendigkeit von<br />
operativer Flexibilität des Batteriespeicherbetriebs ermöglichen. So<br />
stellen sie ein sicheres, effektives und effizientes Bedarfsmanagement<br />
sicher.<br />
Produzenten, maximale Investitionsrenditen unabhängig davon zu<br />
erzielen, ob sie in Zeiten hoher Nachfrage Energie direkt in das Netz<br />
einspeisen oder sie bei geringer Nachfrage speichern. Vom ständigen<br />
Wandel der Märkte zu profitieren bedeutet, Betriebsmodi bei Bedarf<br />
schnell umschalten zu können. Dies wiederum erfordert ein leistungsfähiges,<br />
bewährtes Batteriemanagementsystem, das sich nahtlos in<br />
das SCADA-System des Standorts einbindet.“<br />
Die Ovation Green BESS-Lösungen umfassen eine fortschrittliche Suite<br />
mit spezifischen Batteriealgorithmen, die die Batterieregelung mithilfe<br />
von vorgefertigten aber individuell konfigurierbarer Funktions blöcken<br />
optimiert, die den Sollwert verteilt aus mehreren Komponenten wie<br />
Wechselrichtern und Batteriemanagementsystemen erreichen. Die<br />
daraus resultierende Regelungsstrategie optimiert die Lade- und<br />
Entlade zyklen und Netzinteraktionen automatisch, und ermöglicht so<br />
ein schnelles, präzises und zuverlässiges Bedarfsmanagement.<br />
Die Zusammenarbeit von Emerson mit Zitara Technologies, einem<br />
führenden Anbieter von fortschrittlicher Batteriemanagement-Software,<br />
erweitert die Fähigkeiten von Ovation Green BESS durch die Integration<br />
von modernstem Batteriemanagement in die branchenführende<br />
Automatisierungsplattform Ovation. Die verbesserte Lösung<br />
ermög licht Betreibern sofortigen und präzisen Einblick in den Ladeund<br />
Funktionszustand von Batterien, verbessert die Energieleistung<br />
und Verfügbarkeitsprognosen des Standorts und ergänzt vorausschauende<br />
Sicherheitsfunktionen.<br />
Durch eine verbesserte Sichtbarkeit und detailliertere Kontrolle aller<br />
Batterien können BESS-Eigentümer und -Betreiber eine optimierte<br />
Batterie nutzung und eine längere Batterielebensdauer erzielen, was<br />
eine höhere Rentabilität, Effizienz und Nachhaltigkeit ermöglichen. Darüber<br />
hinaus ermöglicht der standardisiertere, wiederholbare Ansatz für<br />
das Batteriemanagement eine beschleunigte Einführung an mehreren<br />
Standorten, reduziert Standortbesuche und sorgt für einheitliche Betriebsabläufe,<br />
da Schulungen für ein breites Spektrum an OEM-Schnittstellen<br />
für das Batteriemanagement nicht mehr erfolgen müssen.<br />
Die Ovation Green BESS-Lösungen von Emerson wurden auf der<br />
Konferenz der Ovation Users’ Group Ende Juli 20<strong>25</strong> in Pittsburg, Pennsylvania<br />
präsentiert.<br />
Weitere Informationen erhalten Sie unter<br />
www.Emerson.com/de-de/catalog/anderson-greenwood-series-60-80<br />
HHC Lewis, Southampton, UK<br />
ian.kelly@hhc-lewis.co.uk<br />
Ref: 504559<br />
Das Anderson Greenwood Sicherheitsventil 84 von Emerson ermöglicht leckagefreien<br />
Betrieb bei bis zu 1.500 barg (21.756 psig) und ist somit ideal für Wasserstoff-<br />
und andere Hochdruckgasanwendungen geeignet.<br />
Bild: Emerson<br />
„Die heutigen Energieproduzenten setzen zunehmend auf Hybridprojekte<br />
mit verschiedenen Arten von erneuerbaren Energien, z.B.<br />
Solar, Wind und Batterien sowie weitere Assets, die zusammengeführt<br />
werden“, sagte Bob Yeager, Präsident der Energie- und Wassersparte<br />
von Emerson. „Diese breite Palette von Optionen ermöglicht es den<br />
HORIBA kündigt die Einführung<br />
des neuen CCM/MEA Katalysator-<br />
Beschichtungsmonitors XV-100 an<br />
Beitrag zur Optimierung der Produktion von PEM 1 -Brennstoffzellen<br />
und Wasserelektrolyseuren sowie zur Senkung der Kosten für Edelmetallkatalysatoren<br />
53
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
HORIBA Jobin Yvon GmbH (im Folgenden „HORIBA“), ein führender<br />
Anbieter von Mess- und Prüflösungen für eine Vielzahl von Anwendungen,<br />
gibt mit Stolz die Markteinführung des CCM/MEA2 Katalysatorbeschichtungsmonitors<br />
XV-100 bekannt, einer Lösung zur Optimierung<br />
des Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsprozesses3 von Katalysatorschichten<br />
in PEM-Brennstoffzellen und -Elektrolyseuren, die Schlüsseltechnologien<br />
für den Übergang zu einer wasserstoffbetriebenen, kohlenstoffneutralen<br />
Gesellschaft darstellen.<br />
In den letzten Jahren hat Wasserstoff als wichtige Energiequelle an<br />
Bedeutung gewonnen, und die Nachfrage nach Brennstoffzellen<br />
und Wasserelektrolyseuren steigt rapide an. Auf dem Weg zu einer<br />
CO 2 -neutralen Gesellschaft gibt es jedoch viele Herausforderungen auf<br />
dem Wasserstoffmarkt, der weltweit eine beschleunigte technische<br />
Entwicklung erfährt. Eine dieser Herausforderungen ist die Verbesserung<br />
der Leistung von PEM-Brennstoffzellen und Wasserelektrolyseuren,<br />
die stark auf Edelmetallkatalysatoren wie Platin und Iridium<br />
angewiesen sind. Dies ist mit hohen Kosten verbunden und führt zu<br />
Problemen bei der Kontrolle der aufgetragenen Beschichtungsmenge<br />
oder der Dicke des Metalls.<br />
Der XV-100 ermöglicht die Optimierung des Beschichtungsprozesses<br />
und die Minimierung des Materialabfalls durch zerstörungsfreie,<br />
berührungslose Inline-Messungen während des Rolle-zu-Rolle-<br />
Prozesses. Der XV-100 nutzt die fortschrittliche Röntgenfluoreszenz<br />
(XRF)-Technologie von HORIBA und ermöglicht eine kontinuierliche<br />
Echtzeitüberwachung der Katalysatorbeschichtung mit einer branchenführenden<br />
Reaktionszeit von nur 0,01 Sekunden4. Dies ermöglicht<br />
eine präzise Kontrolle der Beschichtungsmenge und -gleichmäßigkeit,<br />
was direkt zu höheren Produktionserträgen, verbesserter<br />
Qualitätskontrolle und erheblichen Kostensenkungen beiträgt. Selbst<br />
wenn in jedem Prozess mehrere Einheiten eingesetzt werden, ermöglicht<br />
die zentrale Datenmessung eine Verbesserung der Arbeitseffizienz<br />
und spart Arbeits kräfte. Darüber hinaus sind anpassbare technische<br />
Dienstleistungen verfügbar, einschließlich der Konstruktion<br />
eines Linearscanmechanismus5 und der Bereitstellung von Datenmanagementlösungen,<br />
die es uns ermöglichen, unsere Unterstützung<br />
auf die Bedürfnisse jedes Kunden zuzuschneiden.<br />
Dr. Ingo Reese Head of Sales bei der HORIBA Jobin Yvon GmbH sagt<br />
hierzu, „um den Weg zu einer klimaneutralen Gesellschaft zu unterstützen,<br />
bieten wir hochinnovative, Messtechnik an, die unsere Kunden<br />
bei allen Arten von Prozessen unterstützen, um neue Energiequellen<br />
wie Wasserstoff intelligent zu erzeugen, zu speichern und zu<br />
nutzen. Mit dem neuen XV-100 haben wir unser Portfolio um eine<br />
hochmoderne Lösung für verschiedene Arten von Beschichtungsprozessen<br />
erweitert, die nicht nur die Effizienz dieser Prozesse selbst, sondern<br />
auch die Wirtschaftlichkeit in Form von Kosten- und Zeiteinsparungen<br />
verbessert.“<br />
1<br />
Polymer-Elektrolyt-Membran. <br />
Elektrolysiert Wasser, um Wasserstoff<br />
zu erzeugen.<br />
2<br />
CCM: <br />
Catalyst Coated Membrane (katalysatorbeschichtete Membran),<br />
MEA: Membrane Elektrode Assembly (Membranelektrodeneinheit)<br />
Beide sind wichtige Bestandteile von PEM-Brennstoffzellen und<br />
Wasserelektrolyseuren.<br />
3<br />
Ein <br />
Verarbeitungsverfahren, bei dem ein gewalztes Basismaterial<br />
einer Bearbeitung wie Bedrucken oder Beschichten unterzogen und<br />
anschließend wieder aufgerollt wird.<br />
4<br />
Stand: <br />
Februar 20<strong>25</strong>. In einem Röntgenfluoreszenzanalysegerät<br />
(Analyse HORIBA Ltd.) Ergebnisse können je nach Verwendung und<br />
Bedingungen variieren.<br />
5<br />
Ein <br />
System von Vorrichtungen zum Bewegen eines Objekts in eine<br />
beliebige Position.<br />
HORIBA Jobin Yvon GmbH<br />
Hans-Mess-Str.6<br />
61440 Oberursel<br />
www.horiba.com<br />
3 PV-Module decken<br />
Warmwasserbedarf zu 50 %<br />
Neben dem Balkonkraftwerk ist noch Platz am Balkon? Mit nur wenigen<br />
Modulen richtig viel Warmwasser erzeugen <strong>–</strong> mit dem SOL•THOR.<br />
In Deutschland und Österreich ist die Leistung von Balkonkraftwerken,<br />
die man weder anmelden noch bewilligen lassen muss, auf 800 Watt<br />
begrenzt. Diese Leistung wird jedoch bereits mit zwei Solar modulen<br />
erreicht. Wer mehr Platz zur Verfügung hat, konnte bisher weitere<br />
Balkon kraftwerksmodule mit Mikrowechselrichtern und Schuko-<br />
Steckern installieren. Dafür musste er dann aber aufwendige Genehmigungsverfahren<br />
für eine netzgekoppelte Anlage durchführen. Mit<br />
dem neuen DC Power-Manager SOL•THOR, den my-PV im ersten Quartal<br />
20<strong>25</strong> auf den Markt gebracht hat, entfällt die Genehmigungspflicht<br />
<strong>–</strong> weil es sich um eine autarke Lösung handelt.<br />
CCM/MEA Katalysator-Beschichtungsmonitors XV-100<br />
Bild: HORIBA<br />
Was ist ein Balkonkraftwerk?<br />
Balkonkraftwerke sind einfach umgesetzt und daher auf dem Vormarsch.<br />
Ihr Ziel ist, es Privatpersonen zu ermöglichen, kleine Photo-<br />
54
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Balkonanlage bestehend aus Stecker-Modulen<br />
mit Mikrowechselrichter (grau) und<br />
Standard-Photovoltaikmodulen (grün) für<br />
die Warmwasserbereitung<br />
<br />
Bild: my-PV GmbH<br />
Genehmigungsverfahren<br />
zu betreiben. Über einen so<br />
genannten<br />
voltaikanlagen ohne aufwendige<br />
Mikrowechselrichter<br />
wird der Gleichstrom schon<br />
unmittelbar am Modul in nutzbaren<br />
Wechselstrom umgewandelt,<br />
der die Leistung dann über<br />
eine normale Steckdose in die<br />
häusliche Elektro installation abgibt.<br />
Der Anschluss und der Betrieb<br />
sind einfach, die Kostenersparnis<br />
leicht nachrechenbar<br />
und die Investition <strong>–</strong> im Vergleich<br />
zu einer größeren PV-<br />
Anlage <strong>–</strong> sehr überschaubar.<br />
Es besteht keine komplizierte<br />
Anmeldungs- bzw. Bewilligungspflicht, daher ist es ein einfacher Weg,<br />
die Stromkosten zu senken <strong>–</strong> auch in Wohnungen.<br />
Was tun, wenn am Balkon noch Platz für weitere Module ist?<br />
Wer in dem Fall die gesamte verfügbare Fläche seiner Balkonbrüstung<br />
für Photovoltaik nutzen möchte, muss aber trotzdem nicht den aufwendigen<br />
Weg zur Genehmigung für eine netzgekoppelte Anlage gehen.<br />
Die Lösung: Die übrige Fläche mit Standardmodulen versehen<br />
und im Elektroboiler Warmwasser mit Photovoltaik erzeugen!<br />
Auf diese Weise können auch größere Balkonbrüstungen zur Gänze für<br />
die Energieerzeugung genutzt werden. Das Balkonkraftwerk kann, wie<br />
sonst auch, für die Unterstützung der Hausverbraucher bzw. als Entlastung<br />
für die herkömmliche Stromversorgung angebracht werden.<br />
Für die Warmwasserbereitung bietet sich nun aber die Möglichkeit, zusätzlich<br />
(oder gänzlich alternativ dazu) Standard-Photovoltaikmodule<br />
mit MC4 Steckern zu montieren. Über ein netzautarkes Steuergerät für<br />
Photovoltaikwärme kann damit ein herkömmlicher Elektroboiler zum<br />
Tagspeicher für Solarenergie gemacht werden.<br />
Standard-Photovoltaikmodule (mit MC4 Stecker) sind gegenüber<br />
Balkonkraftwerksmodulen (mit Mikrowechselrichter und Schuko-<br />
Stecker) zudem um 50 Prozent günstiger!<br />
Standard-Photovoltaikmodule mit je 450 Wp mit einem SOL•THOR zusammen<br />
die Warmwasserbereitung vornehmen. Die Module sind südlich<br />
ausgerichtet und sitzen vertikal in der Balkonbrüstung. Gespeist<br />
wird damit ein Elektroboiler mit einem Inhalt von 120 Litern über ein<br />
innenliegendes 2 kW Heizelement. Die Wohnung wird von zwei Personen<br />
genutzt, die zusammen pro Tag etwa 100 Liter Warmwasser benötigen.<br />
Mit Hilfe eines renommierten dynamischen Simulationsprogramms<br />
lässt sich errechnen, dass ein solches System im Stande ist,<br />
den jährlichen Warmwasserbedarf für die zwei Bewohner zu 34 Prozent<br />
abzudecken. Der Netzstrombedarf für den E-Boiler reduziert sich<br />
somit um ein Drittel.<br />
Ist das auch wirtschaftlich?<br />
Ja, denn dieses Drittel entspricht einer Energiemenge von fast 700 kWh,<br />
die nun nicht mehr vom Stromanbieter gekauft werden muss. Bei<br />
einem durchschnittlichen Strompreis von 35 ct/kWh ergibt das eine<br />
jährliche Einsparung von 245 Euro. Außerdem ist der Warmwasserspeicher<br />
inkl. Heizelement in vielen Wohnbauten auch schon bauseits<br />
vorhanden und kann leicht für PV-Wärme weiterverwendet werden.<br />
Setzt man die jährliche Einsparung nun ins Verhältnis zur Investition,<br />
wobei pro Modul ein Endkundenpreis von 100 Euro inkl. MwSt. angenommen<br />
wird sowie 830 Euro inkl. MwSt. für den SOL•THOR, dann<br />
kommt man unter der Berücksichtigung eines kleinen Zusatzbetrages<br />
für Verkabelung und Kleinteile auf eine Amortisationszeit von gerade<br />
mal vier bis fünf Jahre. In Zeiten steigender Versorgungsunsicherheit<br />
und zunehmender Preisschwankungen auf den Energiemärkten, stellt<br />
das eine überaus einfache Lösung für mehr Unabhängigkeit bei der<br />
Wärmeversorgung dar. Obendrein läuft der SOL•THOR auch bei Netzausfall<br />
und ist somit tatsächlich eine wirklich netzunabhängige Lösung.<br />
Wem das nicht genügt und wer noch weiteren Platz zur Verfügung hat,<br />
der kann im genannten Beispiel bereits mit drei Modulen einen Warmwasserdeckungsgrad<br />
von 50 Prozent erreichen. Die Amortisationszeit<br />
verkürzt sich zudem auf drei Jahre!<br />
my-PV GmbH<br />
Betriebsstraße 12<br />
4523 Neuzeug, Österreich<br />
office@my-pv.com<br />
www.my-pv.com<br />
my-PV hat mit dem Produkt SOL•THOR Anfang 20<strong>25</strong> ein solches<br />
netzautarkes Steuergerät für PV-Wärme auf den Markt gebracht. Dabei<br />
kann die Anzahl der Module individuell von 1 bis 10 variiert werden.<br />
Das Unternehmen schließt damit die Lücke zwischen den Balkonkraftwerken<br />
mit zwei Modulen und den netzgekoppelten PV-Anlagen, die<br />
in der Regel mehr als 5 kWp Leistung haben. Mit dem SOL•THOR wird<br />
ohne Wechselrichter der Gleichstrom aus den Modulen direkt für die<br />
Warmwasserbereitung nutzbar. So kann Sonnenenergie für die Wärme<br />
genutzt werden und das ebenfalls ganz ohne Bewilligung, da die PV-<br />
Module nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind. Der<br />
stufenlose Regelbereich von 0<strong>–</strong>3,6 kW deckt dabei die gesamte Bandbreite<br />
aller gängigen Elektroboiler ab und selbst in Zeiten mit zu wenig<br />
PV-Ertrag kann das Gerät eine Mindesttemperatur einhalten und auf<br />
diese Weise den Komfort sicherstellen.<br />
Exakte Messwerte auf höchstem<br />
Niveau: Das Multitalent UMD 705<br />
Exakte Messungen von Strom, Spannung und Netzqualität mit hoher<br />
zeitlicher Auflösung sind heute in zahlreichen Anwendungen unverzichtbar.<br />
In Ortsnetzstationen und EZA-Reglern bilden sie die<br />
Grundlage für einen sicheren Netzbetrieb. In Rechenzentren, Industrieanlagen,<br />
Krankenhäusern und der Gebäudetechnik sichern sie<br />
störungsfreie Prozesse und ermöglichen ein wirksames Energiemanagement.<br />
Wieviel ist davon zu erwarten?<br />
Nehmen wir mal den Fall einer Wohnung in Mitteleuropa, in der zwei<br />
Das neue UMD 705 von PQ Plus ist exakt für diese Anforderungen konzipiert.<br />
Es liefert nicht nur hochpräzise Messwerte, sondern ermöglicht<br />
zudem detaillierte Einblicke in die Netzqualität <strong>–</strong> mit Aktualisierungs-<br />
55
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Das neue UMD 705 - das Herzstück intelligenter<br />
Messtechnik Bild: PQ Plus GmbH<br />
raten von bis zu 40 Millisekunden.<br />
Dank kompakter Bauform<br />
eignet sich das Gerät<br />
ideal für die Hutschienenmontage.<br />
Neben den klassischen Messgrößen<br />
erfasst es auch Harmonische<br />
bis zur 128. Ordnung,<br />
Zwischenharmonische, Flicker,<br />
Unsymmetrien sowie Spannungsereignisse.<br />
Bis zu 120<br />
weitere Mess kanäle stehen<br />
für die Erfassung verschiedener AC- und DC-Größen zur Verfügung. Ein<br />
inte grierter RCM-Kanal ermöglicht die frühzeitige Detektion von Fehlerströmen<br />
über alle gängigen Differenzstromwandler.<br />
Für maximale Flexibilität sorgen digitale Ein- und Ausgänge, frei programmierbare<br />
Alarme, Trigger-Funktionen sowie eine umfangreiche<br />
Kommunikationsfähigkeit über Modbus TCP/IP, Modbus RTU, SNMP,<br />
MQTT, JSON und weitere Protokolle. Dadurch lassen sich Überwachungs-<br />
und Steuerungsaufgaben direkt auf Geräteebene automatisieren.<br />
Ein leistungsfähiger Datenlogger erfasst und speichert Energieflüsse,<br />
Netzqualitätsparameter und Ereignisse langfristig. Die Daten<br />
stehen sowohl lokal als auch per Remote-Zugriff zur Verfügung. Damit<br />
eignet sich das Gerät besonders für Anwendungen in Ortsnetzstationen,<br />
EZA-Reglern, Rechenzentren, Industrieanlagen und der<br />
Gebäudetechnik sowie für ISO 50001-Projekte und für die Dokumentation<br />
nach EN 50160 zur Überwachung des Netzzustands im Niederspannungsnetz.<br />
(pq)<br />
PQ Plus GmbH<br />
Hagenauer Straße 6<br />
91094 Langensendelbach<br />
info@pq-plus.de<br />
www.pq-plus.de<br />
somit die Gaserzeugung beschleunigt. Ideal für Anlagen mit 1<strong>–</strong>10 MW<br />
ist der BIO-ROXX ein echter Gewinn im Bereich Biomethan, in dem<br />
hochreines Gas gefordert ist, das die Netzvorgaben erfüllt.<br />
Neuer Maßstab bei der Biogaserzeugung<br />
Die versiegelte Mischkammer des BIO-ROXX gepaart mit einer Abführpumpe<br />
unter dem Füllstand sorgen dafür, dass keine Luft eindringen<br />
und den anaeroben<br />
Gärprozess<br />
beeinträchtigen<br />
kann. Die einzigartige<br />
Anordnung der Rührstäbe<br />
und -messer in der Kammer<br />
stellt sicher, dass organische<br />
Feststoffe gleichmäßig aufgeschlämmt<br />
und verdünnt<br />
werden, damit sich die anaeroben<br />
Bakterien optimal vermehren<br />
und das organische<br />
Material in Biogas umwandeln.<br />
Beim Durchmischen<br />
wird die Viskosität verringert,<br />
was den Wirkungsgrad<br />
des Fermenters verbessert<br />
und verhindert, dass sich<br />
eine Schwimmschicht bilden<br />
kann <strong>–</strong> ein Phänomen, das<br />
auftritt, wenn faserige Feststoffe<br />
sich als eine Art Kruste<br />
auf der Oberfläche ansammeln.<br />
Der BIO-ROXX verhindert<br />
Schwimmstoffe und<br />
sorgt für eine geringe Viskosität.<br />
So ermöglicht er eine<br />
perfekte Gaserzeugung, senkt den Energieverbrauch der Mischwerke<br />
und verhindert Schäden an den Rührblättern, die den Inhalt des Fermenters<br />
durchmischen.<br />
Der neue BIO-ROXX von Wangen Pumps<br />
unterstützt eine effiziente Biogas- und Biomethanerzeugung,<br />
indem er das Substrat<br />
aufbereitet, Fest- und Flüssigstoffe vermischt<br />
und Störstoffe wie Steine und Metallteilchen<br />
entfernt.<br />
Bild: Wangen<br />
Optimierte Biogaserzeugung mit dem<br />
innovativen BIO-ROXX-Mischmodul<br />
von Wangen Pumps<br />
Einzigartige Konstruktion für eine homogene Substratmasse ohne<br />
Festkörper.<br />
Die optimierte Gaserzeugung in einer Biogasanlage erfordert eine perfekte<br />
Mischung aus flüssigen und festen Einsatzstoffen sowie möglichst<br />
wenig Störstoffe und Festkörper. Das BIO-ROXX-Modul von<br />
Wangen Pumps beschleunigt die Fermentation und erhöht den Biogasertrag,<br />
indem es feste und flüssige Phasen zu einer perfekten Substratmasse<br />
aufbereitet, den Lufteintrag auf ein Minimum reduziert und<br />
Festkörper, wie Steine, entfernt.<br />
Die Position des BIO-ROXX von Wangen Pumps zwischen Trockensubstrat-Rachen<br />
und Flüssigkeitszufuhr und dem Fermenter liefert ein homogenes<br />
Substrat, das in der Biogasanlage schneller zersetzt wird und<br />
Zuverlässige Entfernung von Störstoffen<br />
Störstoffe wie Luft können eine effiziente Biogaserzeugung behindern.<br />
Steine, Glas, Holz und Metallteilchen können sich am Boden des Fermenters<br />
absetzen und im Laufe der Zeit die Behälterkapazität verringern.<br />
Außerdem können sie Leitungen, Pumpen und andere Anlagenteile<br />
beschädigen oder verstopfen.<br />
Organische Substrate mit einem Trockenanteil von bis zu 18 % passieren<br />
den BIO-ROXX mit einer Geschwindigkeit von mehr als 85 m 3 /h.<br />
Dank der Verweilzeit im Modul können Fremdkörper auf den Boden<br />
der Mischkammer sinken, wo sie in einem Steinfang gesammelt und<br />
sicher ausgetragen werden. Dadurch gelangen keine Festkörper in den<br />
Fermenter. Das Leeren der Gärbehälter zu Wartungs- und Reparaturzwecken<br />
entfällt.<br />
Flexibel einsetzbar<br />
Das BIO-ROXX-Modul von Wangen Pumps kann eine Vielzahl organischer<br />
Stoffe verarbeiten, u. a. Stroh, Maisstängel, Getreide-Ganzpflanzensilage<br />
(GPS), Mist und Lebensmittelabfälle. Enthält das Substrat regelmäßig<br />
Stoffe mit einer Faserlänge von über 30 cm, wird der BIO-ROXX<br />
meist mit einer Hammermühle, einem Extruder oder einem Zerkleinerer<br />
kombiniert, um eine höhere Betriebsproduktivität zu erreichen.<br />
56
Unternehmen <strong>–</strong> Innovationen <strong>–</strong> Produkte<br />
Mit seiner robusten und gleichzeitig effizienten Stahlkonstruktion kann<br />
der BIO-ROXX problemlos sowohl in mesophilen als auch in thermophilen<br />
anaeroben Gärprozessen eingesetzt werden. Er kann eine Substratmasse<br />
mit einem Trockensubstanzgehalt von bis zu 18 % verarbeiten<br />
und liefert konstruktionsbedingt auch unter widrigen Bedingungen,<br />
einschließlich hoher Temperaturen, eine zuverlässige Leistung. Zudem<br />
eignet er sich für ein immer größer werdendes Spektrum heterogener<br />
Substrate. Das macht den BIO-ROXX zu einer erstklassigen Wahl für Biogasanlagen<br />
weltweit und begegnet den stetig wachsenden Anforderungen<br />
der Biogasindustrie innovativ.<br />
Mehr zum BIO-ROXX-Modul von Wangen Pumps unter:<br />
www.wangen.com/de/produkte/bio-roxx-1147<br />
Pumpenfabrik Wangen GmbH<br />
Simoniusstrasse 17<br />
88239 Wangen<br />
mail@wangen.com<br />
www.wangen.com<br />
Durchlaufofen neu gedacht:<br />
JUMO heizt dem Wettbewerb ein<br />
Komplettlösung mit JUMO-Produkten <strong>–</strong><br />
JUMO LOGOSCREEN 700,<br />
JUMO variTRON 500 touch,<br />
JUMO TYA 20X-Leistungssteller<br />
Die steigenden Anforderungen an Qualität, Rückverfolgbarkeit und<br />
Energieeffizienz stellen die industrielle Wärmebehandlung vor neue<br />
Herausforderungen. JUMO setzt auf eine hochmoderne Lösung<br />
für Wärmebehandlungsstraßen <strong>–</strong> inklusive einer durchgängigen<br />
Systemlösung rund um den Durchlaufofen.<br />
Die Vorteile für den Kunden auf einen Blick:<br />
• Höchste Produktqualität dank exakter Temperaturführung und<br />
Prozessüberwachung;<br />
• Lückenlose Rückverfolgbarkeit aufgrund digitaler Chargenprotokolle<br />
und smarte Berichterstellung;<br />
• Deutliche Effizienzsteigerung durch perfekt aufeinander<br />
abgestimmte JUMO-Produkte: vom Sensor über die Steuerung<br />
bis zur Cloud;<br />
• Zeit- und Kosteneinsparung durch einfache Konfiguration, intuitive<br />
Bedienung und modulare Systemintegration;<br />
• Zukunftssicherheit dank offener Schnittstellen (z. B. OPC UA,<br />
PROFINET) und anpassbarer Softwarelösungen, wie<br />
JUMO smartWARE Program und JUMO smartWARE Evaluation.<br />
Vorsprung durch Systemdenken<br />
Der zentrale Baustein der Linie <strong>–</strong> der kontinuierlich arbeitende Durchlaufofen<br />
<strong>–</strong> wird mit JUMO-Produkten wie dem JUMO LOGOSCREEN 700,<br />
JUMO variTRON 500 touch, JUMO TYA 20X-Leistungsstellern und zertifizierten<br />
Sicherheitssystemen effizient und sicher betrieben. Dabei<br />
garantieren Produkte wie das Thermoelement mit spezieller Anschlussklemme<br />
oder der JUMO NESOS-Füllstandssensor einen reibungslosen<br />
Betrieb in jeder Phase <strong>–</strong> vom Entfetten bis zum Abschrecken.<br />
JUMO liefert mehr als Technologie<br />
„Wir verstehen uns nicht nur als Hersteller, sondern als Lösungs anbieter“,<br />
betont Christoph Bollgen, Branchenmanager Thermoprozesstechnik.<br />
„Unsere Kunden erhalten nicht nur Einzelprodukte, sondern ein intelligentes<br />
Gesamtsystem <strong>–</strong> inklusive Engineering, Beratung und Service.“<br />
JUMO GmbH & Co. KG<br />
Moritz-Juchheim-Straße 1<br />
36039 Fulda<br />
mail@jumo.net<br />
www.jumo.net<br />
Warum die Wärmebehandlungsstraße von JUMO überzeugt<br />
JUMO kombiniert als Full-Service-Anbieter jahrzehntelange Erfahrung<br />
in der Thermoprozesstechnik mit modernster Sensorik, Automatisierung<br />
und Digitalisierung. Die neue Wärmebehandlungslinie überzeugt<br />
durch präzise Steuerung, einfache Bedienung, hohe Energieeffizienz<br />
und vollständige Konformität mit internationalen Standards<br />
wie AMS2750, CQI-9 und ISO 20431.<br />
JUMO setzt auf eine hochmoderne Lösung für Wärmebehandlungsstraßen <strong>–</strong> inklusive<br />
einer durchgängigen Systemlösung rund um den Durchlaufofen. Bild: JUMO<br />
Inserentenverzeichnis<br />
BAUER KOMPRESSOREN GmbH Seite 35<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH Seite 11<br />
KAMAT GmbH & Co. KG Seite 45<br />
Mesago Messe Frankfurt GmbH Seite 21<br />
GEA Group Aktiengesellschaft <br />
4. Umschlagseite<br />
NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH Seite 58<br />
HuT <strong>–</strong> Messe & Event GmbH Seite 5<br />
SEEPEX GmbH<br />
Titelseite<br />
IVS <strong>–</strong> Industrial Valve Summit<br />
3. Umschlagseite<br />
SEW-EURODRIVE GmbH & Co. KG Seite 39<br />
JUMO GmbH & Co. KG Seite 19<br />
VEGA GmbH<br />
2. Umschlagseite<br />
57
Markenzeichenregister<br />
BAUER KOMPRESSOREN GmbH<br />
Stäblistr. 8<br />
81477 München<br />
Tel.: +49 (0)89 78049-0<br />
Fax: +49 (0)89 78049-167<br />
E-Mail:<br />
industrie@bauer-kompressoren.de<br />
Internet:<br />
www.bauer-kompressoren.de<br />
BAUER KOMPRESSOREN ist weltweit einer<br />
der führenden Hersteller für Mittel- und<br />
Hochdrucksysteme zur Verdichtung und<br />
Aufbereitung von Luft und Gasen.<br />
- Mittel- und Hochdruckkompressoren<br />
<strong>25</strong> <strong>–</strong> 500 bar, 2,2 <strong>–</strong> 315 kW<br />
- Luft- und Gasaufbereitung<br />
- Speichersysteme<br />
- Luft- und Gasverteilung<br />
- Gasmesstechnik<br />
- Steuerungen<br />
Messebeteiligungen finden Sie unter:<br />
https://www.bauer-kompressoren.de/<br />
de/news-events/messetermine/<br />
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH<br />
Etzelstr. 10<br />
74321 Bietigheim-Bissingen<br />
Tel.: +49 (0)7321-9641-750<br />
E-Mail: hydrogen.ekt@elringklinger.com<br />
Internet:<br />
www.elringklinger-kunststoff.de<br />
www.ek-kt.de/elektrolyse<br />
Unser Portfolio umfasst ein breites Spektrum<br />
an Materialien und Komponenten für PtX-<br />
Anwendungen <strong>–</strong> Von der Elektrolyse bis zum mobilen<br />
Einsatz. Innovative H 2-Engineering-Lösungen aus<br />
Hochleistungs-Kunststoffen wie z.B. Dichtungen<br />
bis 3 m Ø, Faltenbälge, Schläuche, Rohrleitungen,<br />
Auskleidungen, Führungsringe, Nutringe, ElroSeal-<br />
Wellendichtringe, u.v.m.<br />
Messebeteiligungen finden Sie<br />
auf unserer Homepage<br />
www.elringklinger-kunststoff.de/<br />
newsroom/events<br />
JUMO GmbH & Co. KG<br />
Moritz-Juchheim-Straße 1<br />
36039 Fulda<br />
Tel.: +49 (0)661 6003-0<br />
Fax: +49 (0)661 6003-881-2346<br />
E-Mail: info@jumo.net<br />
Internet: www.jumo.net<br />
Lieferprogramm<br />
• Temperatursensoren und Wärmemengenzähler<br />
• Messumformer und Regler<br />
• Automatisierungssystem und Digitale Anzeiger<br />
• Hygro- und Hygrothermogeber<br />
• Messgeräte und Strömungssensoren<br />
• Pegelsonden und Schwimmerschalter<br />
• Niveaufühler und Grenzstandmelder<br />
• Halbleiterrelais und Leistungssteller<br />
Aktuelle Messetermine unter:<br />
messen.jumo.info<br />
KAMAT GmbH & Co. KG<br />
Salinger Feld 10<br />
58454 Witten<br />
Tel.: +49 (0)2302 8903-0<br />
E-Mail: info@KAMAT.de<br />
Internet: www.KAMAT.de<br />
Hochdruck-Plungerpumpen + Systeme<br />
Bergbaupumpen + Systeme<br />
Prozesspumpen + Systeme<br />
Wasserhydraulikpumpen + Systeme<br />
Betriebsdrücke bis 4000 bar<br />
Fördermengen: bis 10.000 l/min<br />
Systeme in mobiler und stationärer Ausführung<br />
KAMAT Ventiltechnik und Wasserwerkzeuge<br />
Die aktuellen, weltweiten KAMAT<br />
Messebeteiligungen finden Sie unter<br />
www.KAMAT.de / News und Messen<br />
Wir freuen uns über Ihren Besuch!<br />
NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH<br />
Geretsrieder Str. 1<br />
84478 Waldkraiburg<br />
Tel.: +49 (0)8638 63-0<br />
E-Mail:<br />
info.nps@netzsch.com<br />
Internet:<br />
www.pumps-systems.netzsch.com<br />
NETZSCH entwickelt als Spezialist für komplexes<br />
Fluidhandling auf globaler Ebene maßgeschneiderte<br />
und anspruchsvolle Pumpenlösungen. Das<br />
Produktspektrum rangiert von kleinsten Industrie-<br />
Dosierpumpen bis hin zu Großpumpen für den<br />
Öl- und Gas-Bereich oder den Bergbau. NETZSCH<br />
bietet NEMO ® Exzenterschneckenpumpen,<br />
TORNADO ® Drehkolbenpumpen, NOTOS ®<br />
Schrauben spindelpumpen, PERIPRO ®<br />
Schlauchpumpen, Zerkleinerer, Dosiertechnik<br />
und Behälterentleerungen, darüber hinaus<br />
umfangreiches Zubehör sowie Service und<br />
Ersatzteile.<br />
Aktuelle Messetermine unter:<br />
https://pumps-systems.netzsch.com/<br />
de/veranstaltungen<br />
SEEPEX GmbH<br />
Scharnhölzstr. 344<br />
46240 Bottrop<br />
Tel.: +49 (0)2041 996-0<br />
E-Mail: info@seepex.com<br />
Internet: www.seepex.com<br />
SEEPEX gehört zu den weltweit führenden<br />
Spezialisten im Bereich der Pumpentechnologie.<br />
Unser Portfolio umfasst Exzenterschneckenpumpen,<br />
Pumpensysteme und digitale Lösungen.<br />
Unsere Pumpen werden überall dort eingesetzt, wo<br />
niedrig- bis hochviskose, korrosive ober abrasive<br />
Medien pulsationsarm gefördert werden.<br />
Die aktuellen Messebeteiligungen<br />
erhalten Sie auf unserer Webseite<br />
www.seepex.com<br />
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG<br />
Ernst-Blickle-Str. 42<br />
76646 Bruchsal<br />
Tel.: +49 (0)7<strong>25</strong>1 75-0<br />
Fax: +49 (0)7<strong>25</strong>1 75-1970<br />
E-Mail: sew@sew-eurodrive.de<br />
Internet: www.sew-eurodrive.de<br />
SEW-EURODRIVE ist einer der weltweiten Marktführer<br />
in der Antriebstechnik und Automatisierung.<br />
Das Unternehmen hat 17 Fertigungswerke und<br />
92 Drive Technology Center in 57 Ländern.<br />
Die Firma wurde 1931 gegründet.<br />
Der Hauptsitz befindet sich in Bruchsal, Deutschland.<br />
Der Umsatz im Geschäftsjahr 2023 betrug<br />
über 4,5 Milliarden Euro.<br />
Rund 22.000 Mitarbeitende arbeiten für<br />
SEW-EURODRIVE.<br />
Aktuelle Messetermine<br />
finden Sie auf der Website:<br />
www.sew-eurodrive.de/messen<br />
VEGA Grieshaber KG<br />
Am Hohenstein 113<br />
77761 Schiltach<br />
Tel.: +49 (0)7836 50-0<br />
Fax: +49 (0)7836 50-201<br />
E-Mail: info.de@vega.com<br />
Internet: www.vega.com<br />
Als einer der weltweit führenden Anbieter<br />
von Füllstand- und Drucksensoren bietet VEGA<br />
präzise Messtechnik für die hohen Anforderungen<br />
der Wasserstoffindustrie. Unsere 2.600<br />
Mitarbeitenden in mehr als 85 Ländern stehen<br />
Ihnen zur Seite, um die passende Lösung für Ihre<br />
Anwendung zu finden.<br />
Messebeteiligungen finden Sie unter:<br />
www.vega.com/de-de/unternehmen/<br />
news-und-events/messen<br />
58
EnErgiEEffiziEntE<br />
und nachhaltigE<br />
lösungEn<br />
GEA bietet schlüsselfertige Kälte- und Wärmeanlagen, maßgeschneiderte<br />
Systeme, Verdichter und Verdichterpakete, Kältemaschinen, Steuerungen<br />
und Wärmepumpen, die präzise Temperaturanforderungen erfüllen.<br />
Umfassende Serviceprogramme und digitale Produkte unterstützen unsere<br />
Kunden während des gesamten Lebenszyklus ihrer Anlagen und Geräte,<br />
um Spitzenleistungen zu gewährleisten.<br />
Besuchen Sie uns!<br />
HeatExpo<br />
<strong>25</strong>. bis 27. November 20<strong>25</strong>, Dortmund