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Abwärmeverstromung: Stahlschmiede wird Stromschmiede

Rund 500 Schmiedeöfen werden in Deutschland betrieben – und das bereits sehr effizient: rund 35 Prozent der Abwärme gelangt zurück in die Öfen. Durch Nutzung der Niedertemperatur-Abwärme wäre noch mehr möglich – ein Forschungsprojekt mit einer Schmiedefirma aus Remscheid zeigt, wie daraus Strom entstehen kann. Ein Prestigeprojekt für Europas größten Stahlstandort NRW.

Bei Grimm Edelstahlwerk in Remscheid dreht sich nicht nur alles um Stahl: Ein Dampfturbinensystem wandelt die produzierte Niedertemperatur-Abwärme zu Strom um. Eine bei niedrigeren Temperaturen verdampfbare organische Flüssigkeit ersetzt den Wasserdampf. „Die Technik ist flexibel, wenig wartungsaufwändig und hat kurze Anfahrtzeiten“, erklärt Projektleiter Bernhart Stranzinger. „Also genau das, was wir für das Projekt brauchten.“

Fortschrittsmotor Klimaschutz:

  • Erste Anlage zur Abwärmeverstromung in einem Schmiedebetrieb
  • Nettostromausbeute in 2014 allein 200.000 Kilowattstunden
  • Einsparung von bis zu 570 Tonnen CO2 pro Jahr
  • Reduktion der Stromkosten von bis zu 20.000 Euro pro Monat

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Foto: VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH

Außenansicht der ORC-Anlage auf dem Werksgelände der Gustav Grimm Edelstahlwerke  GmbH & Co. KG. Da ORC-Anlagen als Betriebsmittel nicht Wasser, sondern organische Flüssigkeiten mit niedriger Verdampfungstemperatur verwenden, können Sie auch für die Nutzung von Niedertemperaturabwärme verwendet werden. Das Verfahren kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn das zur Verfügung stehende Temperaturgefälle zwischen Wärmequelle und -senke zu niedrig für den Betrieb einer von Wasserdampf angetriebenen Turbine ist.



Erste Anlage ihrer Art in einem Schmiedebetrieb, hoch komplexer Einbau geglückt

Diese erste Anlage zur Stromerzeugung aus Niedertemperatur-Abwärme in einem Schmiedebetrieb hat das Düsseldorfer VDEh-Betriebsforschungsinstitut (BFI) gemeinsam mit der Schmiedefirma Grimm errichtet: „Organic Rankine Cycle“ heißt das Verfahren, benannt nach dem schottischen Physiker und Ingenieur William John Macquorn Rankine.

In einem ersten Schritt wurden Messungen zum Abwärmepotenzial vorgenommen und ein anlagenübergreifendes Energiemanagementsystem entwickelt, um die Abwärmeleistung und die damit verbundene Stromerzeugung voraussagen zu können. In einem zweiten Schritt schlossen die Forscher vier der fünf Schmiedeöfen von Grimm an die Anlage an, keine leichte Aufgabe: „Der Einbau war hoch komplex“, so das Projektteam, „die ORC-Anlage dagegen kann man von der Stange kaufen.“

Verfahren wird auf weitere Industriezweige übertragen

Nun aber läuft die Anlage, spart dem Klima jährlich bis zu 570 Tonnen CO2 ein und der Firma Grimm bis zu 10.000 Euro an Stromkosten pro Monat. Über die gesamte Laufzeit der Anlage können so über 11.000 Tonnen CO2 eingespart werden. Das BFI will nun eine Vermarktungsstrategie zur weiteren Verbreitung erarbeiten. Die Keramik-, Aluminium- und Zementindustrie sollen das Verfahren in Zukunft nutzen. Auch andere Schmiedebetriebe haben schon Interesse bekundet.


Foto: VDEh

„Durch die Verstromung von Abwärme an Schmiedeöfen könnten alleine in Deutschland bis zu 100.000 Tonnen CO2 eingespart werden“

Bernhart Stranzinger, BFI-Projektleiter



Partner und Förderer


Partner:
  • VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH (BFI)
  • Gustav Grimm Edelstahlwerk GmbH & Co. KG
Förderer:
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BmBF)