2020-06-01  –  2024-03-31

535.219,00 EUR

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für Fahrzeugkonzepte, Stuttgart, Baden-Württemberg

03EN2024A

Energiesparende Industrieverfahren - Wärmetransformatoren/ORC-Anlagen [EA3203]

01197355/1  –  RecoveryPlus

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Rund 30 Prozent des Endenergieverbrauchs in Deutschland entfallen auf den Industriesektor, zwei Drittel davon sind Prozesswärme (ca. 460 TWh). Ein hoher Anteil dieser Energie geht ungenutzt als Abwärme verloren. Thermoelektrische Generatoren bieten eine Möglichkeit diese Abwärme nutzbar zu machen. Sie wandeln durch einen Halbleitereffekt einen Teil der Wärme direkt in elektrische Energie und stellen die restliche Wärme als Heizwärme bereit. Ihre Vorteile gegenüber vergleichbaren Technologien sind ihr hohes Kosten-Nutzen-Verhältnis - insbesondere bei moderaten Abwärmemengen, ihre kompakte Bauweise u. die weitgehende Wartungsfreiheit. Thermoelektrische Generatoren wurden bisher primär für die Fahrzeuganwendung untersucht. Hier konnte das Institut für Fahrzeugkonzepte des DLR in den vergangenen Jahren deutliche Entwicklungssprünge erzielen. Dadurch zeichnet sich auch ein hohes Potenzial für die industrielle Anwendung ab. Die Fa. Föhl ist führend im Zinkdruckguss und möchte zusammen mit dem DLR dieses Potenzial simulativ und experimentell ermitteln. Das Projektziel ist der Nachweis der wirtschaftlichen Anwendungsmöglichkeit Thermoelektrischer Generatoren. Dazu soll für einen Schmelzofen der Fa. Föhl als beispielhafte Anwendung ein Thermoelektrischer Generator entwickelt werden, dessen Stromausbeute vergleichbar mit einer 60 m² großen Photovoltaikanlage ist, der zusätzlich Heizwärme bereitstellt und sich nach drei Jahren wirtschaftlich amortisiert. Über den Einsatz des Systems über einen längeren Zeitraum sollen praxisnahe Erkenntnisse zur Langzeitstabilität gewonnen werden. Die Projektergebnisse werden abschließend verallgemeinert und in einer Gegenüberstellung zu anderen Technologien als Leitfaden-Tool bereitgestellt. Durch die angestrebte Forschung wird die Möglichkeit für eine branchenübergreifende Skalierung der neuen Technologie eröffnet. Je nach Marktdurchdringung ergibt sich ein Einsparpotenzial in Deutschland von 7 – 21 TWh oder bis zu 5 Mio. t CO2 pro Jahr.