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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 />

www.ek-kt.de/elektrolyse<br />

hydrogen.ekt@elringklinger.com<br />

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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für maximale Prozesseffizienz und schaffen Freiraum und<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 />

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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 />

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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 />

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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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Bei Johnson Controls (NYSE: JCI) gestalten<br />

wir die Umgebung, in der<br />

Menschen leben, arbeiten, lernen<br />

und sich erholen. Als eines der weltweit<br />

führenden Unternehmen für<br />

intelligente, gesunde und nachhaltige<br />

Gebäude ist es unsere Mission,<br />

die Gebäudeleistung zum Wohle der<br />

Menschen, der Orte und des Planeten<br />

zu verbessern. Seit 140 Jahren stehen<br />

wir für Innovationen. Unser umfassendes<br />

digitales OpenBlue Portfolio<br />

bietet Lösungen der Zukunft für<br />

das Gesundheitswesen, Schulen und<br />

Universitäten, Rechenzentren, Flughäfen,<br />

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Fertigung und andere Branchen.<br />

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und folgen Sie uns auf sozialen Plattformen<br />

unter @johnsoncontrols<br />

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 />

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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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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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characteristics on exposure risk”.<br />

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In: Tribology Letters 73.109 (20<strong>25</strong>).<br />

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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

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