Ziel des Projekts 

Ziel des Verbundvorhabens ist die Steigerung des Anlagenwirkungsgrades von Feuerungsanlagen, die Senkung des Fremdstrombezuges und der CO₂-Emissionen durch Schaffung eines neuen Anlagenverbundes für KMU. Der neue Anlagenverbund mit erweiterten Regelungsstrukturen zur Einbindung eines Verfahrens zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme sowie zur betrieblichen Nutzbarmachung, Anwendung und Erprobung wird in Form einer Pilotanlage am Beispiel eines KMU-Schmiedebetriebes realisiert.

Besonderheit (Innovation) im Vergleich zum Stand der Technik

In Bild 1 ist der Stand der Technik schematisch dargestellt.

Bild 1: Schematische Darstellung einer typischen Feuerungsanlage mit Abwärmeverlusten

Im Wesentlichen beinhaltet das o. g. Verbundvorhaben folgende innovative Beiträge

• Schaffung eines neuen Anlagenverbundes für KMU, bestehend aus Schmiedeöfen und Niedertemperatur-Stromerzeugungsverfahren, mit erweiterten Regelungsstrukturen.
• Managementsystem zum Betrieb des Schmiedeprozesses im optimalen Betriebspunkt für Energieeinsparung, Produktivität, Wirtschaftlichkeit, Produktqualität und Stromerzeugung.
• Nutzbarmachung und erstmaliger betrieblicher Einsatz einer Pilotanlage zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme an Schmiedeöfen.

Konkreter Beitrag zur Nachhaltigkeit
Feuerungsanlagen der produzierenden und verarbeitenden Industrie haben durch eine Vielzahl von Verfahrensschritten bei Hochtemperatur einen hohen Energiebedarf, der hauptsächlich durch hochwertige Energieträger, wie z. B. Erdgas und Strom, gedeckt wird. Ein Großteil der Betriebskosten sind Energiekosten. In den letzten 10 Jahren sind die Energiepreise stetig gestiegen und auch in Zukunft ist mit weiteren Preissteigerungen zu rechnen. Daher ist es gerade für KMU z. T. von existenzieller Bedeutung, den Energiebedarf insgesamt zu senken und speziell den Fremdenergiebedarf (z. B. Stromzukauf) so gering wie möglich zu halten. Durch die Nutzung der Niedertemperaturabwärme zur Stromerzeugung wird nach Abschluss der Arbeiten ein System zur Verfügung stehen, mit dem der Fremdstrombedarf von KMU nachhaltig gesenkt und die Wettbewerbsfähigkeit gesteigert werden.

Konkreter Beitrag zu Energieeffizienz/Klimaschutz
In der deutschen Eisen- und Stahlindustrie besteht Potenzial zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme an Banderwärmungsanlagen, Sinterkühlern, Kokereien, Konvertern, Hubbalken- und Schmiedöfen. Zurzeit gibt es in Deutschland rd. 40 Banderwärmungsanlagen und 50 Schmiedebetriebe. Insgesamt befinden sich rd. 500 Schmiedeöfen im Dauereinsatz. Die Banderwärmungsanlagen und Schmiedeöfen haben in Abhängigkeit von Bauform und Betriebsweise Abwärmeverluste von insgesamt rd. 2 GW_th. Bei einer angenommenen Nutzung der Abwärme zur Stromerzeugung, mit Hilfe von z. B. modifizierten Dampfmotoren oder ORC-Anlagen, könnten rd. 100 - 300 MW_el erzeugt und rd. 0,5 - 1,7 Mio. t CO₂ jährlich eingespart werden. Davon entfallen auf die Schmiedeindustrie mit rd. 500 Schmiedeöfen rd. 1.500 MW_th aus denen rd. 75 - 225 MW_el erzeugt und rd. 0,4 - 1,2  Mio t CO₂ jährlich eingespart werden könnten.
Damit würde ein entscheidender Beitrag geleistet zu den Verpflichtungen der Bundesrepublik Deutschland die CO₂-Emissionen im Rahmen des Kyoto-Protokolls zu senken. Eine langfristige Ausweitung der Technologie auf andere Wirtschaftsbereiche erhöht das zu erzielende Einsparungspotenzial zusätzlich in beträchtlichem Maß. Die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit des Mittelstands sichert zudem dauerhaft Arbeitsplätze in Deutschland.