Die reversible Elektrolyse vereint zwei Modi in einer Anlage – Brennstoffzelle und Elektrolyse. Im Normalbetrieb läuft die Anlage im Elektrolyse-Modus und produziert erneuerbaren Wasserstoff, der unter anderem auch in der Industrie als Ersatz für fossilen Wasserstoff eingesetzt werden kann. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die Umwandlung des Wasserstoffs in erneuerbaren Diesel und Benzin mit der Power-to-Liquids Technologie.
Sind die Strompreise so hoch, dass die Wasserstoffproduktion unwirtschaftlich wird, wird der Vorteil der reversiblen Elektrolyse ausgenutzt: Innerhalb kurzer Zeit wird der Brennstoffzellen-Modus aktiviert, der den als Reserve vorhandenen Wasserstoff in Strom zurückverwandelt. Auch andere Kraftstoffe (Methan oder Biogas) können eingesetzt werden. Das System ist jederzeit umkehrbar. In der Kapazität ist die reversible Elektrolyse, anders als eine Batterie, nicht begrenzt, da Auflade- und Entlademengen voneinander entkoppelt sind. Dadurch ergibt sich eine unbegrenzte Netzstabilisierung und die Integration erneuerbarer Energien in den Strommarkt wird vorangetrieben.
Die besondere Flexibilität der sunfire-Lösung sorgt dafür, dass die Anlagenauslastung hoch und damit die Wirtschaftlichkeit in bestimmten Anwendungsszenarien zeitnah erreicht werden kann. Zusätzlich sind die Investitionskosten geringer als der Erwerb von zwei separaten Anlagen.
Sie kann an jeder Stelle im Stromversorgungsnetz installiert werden, zentral oder dezentral. Ein typischer Standort wäre an der Meeresküste in unmittelbarer Nähe zu Raffinerien oder Produktionsstätten der chemischen Industrie.
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Jetzt aber hat er ein zweites Geschäftsmodell. Denn die bis zu 1400 Grad Celsius, die in der Brennkammer entstehen, produzieren Abwärme. Pyreg selbst hatte dafür ursprünglich keine Verwendung, da die Anlage neben ein paar Liter Propangas zum Anfahren keine weitere Energiezufuhr benötigt. Jetzt aber erwirtschaftet Pyreg mit der Abwärme ein Drittel seines kalkulierten Jahresumsatzes. Denn das MS-Betonwerk trocknet damit nun seine Spannbetonplatten. Zuvor nutzte Firmenchef Marquardt dafür Heizölkessel. Jetzt erspart er der Umwelt das Verbrennen von rund 100.000 Liter Heizöl pro Jahr, und seinem Unternehmen spart er bares Geld, da er mit Pyreg vereinbart hat, dass der Bezugspreis der Wärme stets minimal unter dem jeweiligen Heizölpreis liegt. Die Wärme fließt übrigens durch eine 40 Meter lange Leitung, die Gerber und Marquardt unter dem Zaun ihrer Grundstücke verlegen ließen. Gute Verbindungen zum Nachbarn lohnen sich nun mal.
Das Endprodukt verfügt über eine ähnliche Heizkraft wie Holzkohle. Aber es gibt auch Kunden, die mit der Pyreg-Kohle Erden und Komposte veredeln oder sie als Naturdünger einsetzen. Eigentlich sollte sich die Anlage aus diesen Verkäufen finanzieren. Firmenchef Gerber will mit der 2013 angelaufenen Anlage jährlich mit 350 Tonnen Kohle rund 110.000 Euro an Erlösen erzielen.
Und so schlossen Pyreg und Marquardts Unternehmen MS-Betonwerk einen Vertrag, der dafür sorgte, dass es im Dörther Gewerbegebiet nun gleich zwei energetische Vorbildprojekte gibt. Das erste ist Pyreg selbst. Denn Gründer Helmut Gerber produziert hier Kohle aus Biomasse. Vorn in der riesigen Anlage, die Marquardts Interesse erregte, werden biologische Abfälle eingefüllt, hinten kommt Kohle heraus. Dazwischen wurden die Abfälle unter Luftabschluss erhitzt – im Prinzip genauso, wie Köhler früher in den Wäldern Holz in Kohle umwandelten. Mit dem großen Unterschied, dass mit der Pyreg-Technik, die an der Fachhochschule Bingen entwickelt wurde, keine giftigen Abgase entstehen werden. Zudem ist die Anlage ein Allesfresser. Sie verdaut Tierkadaver, Klärschlamm, Stallmist, Grünschnitt, Straßengrün, Holzschnitzel, und das auch in sehr feuchtem Zustand.
Was so ein Plausch am Zaun unter Nachbarn nicht alles bewirken kann. Als 2010 die Firma Pyreg im Gewerbegebiet des Hunsrückstädtchens Dörth begann, eine riesige Industrieanlage zu errichten, wurde Martin Marquardt neugierig. Irgendwie ahnte der Chef des daneben stehenden Spannbetonwerks, dass ihm das Projekt seiner neuen Nachbarn nützen könnte. Ein Gespräch am Zaun mit den Pyreg-Ingenieuren bestätigte ihn. Denn die Techniker hatten genau das übrig, wovon Marquardt jede Menge brauchte: Wärme.
Primäres Aluminium wird mithilfe von Strom in einem Elektrolyseverfahren gewonnen. Dabei geht der größte Teil der hierfür eingesetzten Energie nicht verloren, sondern wird im Aluminium gespeichert. Seit Erfindung dieser Technologie im Jahre 1886 ist jedoch eine absolut gleichbleibende Energiezufuhr der wichtigste Garant für einen stabilen und energieeffizienten Produktionsprozess.
Im Rahmen eines Pilotvorhabens konnte die TRIMET in Zusammenarbeit mit der Bergischen Universität Wuppertal diese Randbedingung erstmals überwinden und den Prozess für eine flexible Energiezufuhr öffnen. Dafür wurden bei TRIMET und der BUW mit den Instituten für Automatisierungstechnik, Werkstofftechnik und Strömungsmechanik die notwenigen Grundlagen experimentell erforscht und durch Simulationsarbeit unterstützt.
Die Erkenntnisse wurden bei der TRIMET in Essen unmittelbar an einer Pilotanlage in die Praxis umgesetzt. Die dadurch erzielte Flexibilisierung des Prozesses ermöglicht die Nutzung der Aluminiumelektrolyse als virtuelle Batterie mit einer Speicherkapazität von circa 3400 Megawattstunden. Ein Umbau aller nationalen TRIMET Werke erhöht die Gesamtspeicherkapazität in Deutschland um 20 Prozent. Mit Hilfe des somit zur Verfügung gestellten Stromspeichers wird die Integration volatiler erneuerbarer Energiequellen wie Wind und PV in das deutsche Stromnetz bei gleichzeitiger Erhaltung der Versorgungssicherheit umweltfreundlich und strukturverträglich unterstützt. Damit leisten die TRIMET-Aluminiumhütten einen wertvollen Beitrag zur erfolgreichen Umsetzung der Energiewende.
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Kein Wunder, dass regelmäßig Gäste aus der Alu- und Stahlindustrie in Neuss vorbeischauen, um sich das Konzept anzuschauen – auch wenn sie sich unter Umständen die Finger schmutzig machen müssen.
Damit all das funktionierte, musste viel getestet werden und das Werk mit großem Aufwand die Produktionslogistik umstellen. Nach dem Umbau und verschiedenen Optimierungsschritten laufen seit Mai 2013 die neuen Öfen im Dauerbetrieb. In diesem Frühjahr zogen die Verantwortlichen Bilanz: Durch die neuen Öfen sank der jährliche Energieverbrauch bei diesem Produktionsschritt um 1,31 Millionen Euro – eine Einsparung von mehr als 45 Prozent gegenüber den alten Öfen und fast 20 Prozent gegenüber herkömmlichen Öfen, die aktuell auf dem Markt zu erhalten sind. Die Investitionen von 7,6 Millionen Euro für die „Spezialanfertigung“ dürfte Alunorf demnach in weniger als sechs Jahren wieder hereingeholt haben. Rechnet man den Zuschuss von 1,5 Millionen Euro des Bundesumweltministeriums dazu, sogar noch schneller. Ganz nebenbei senkte das Werk seinen jährlichen CO2-Ausstoß um 8500 Tonnen – eine Reduzierung von fast 50 Prozent.
In den fünf Öfen mit den Energieeffizienz-Schildern ist das anders. Hier wandern die Rollen nur einmal in den Ofen, wo sie direkt verarbeitet werden. Dafür hat der Anlagenbauer Otto Junker gemeinsam mit den Ingenieuren von Alunorf eine Technik entwickelt, die völlig neuartig im Aluminiumgewerbe ist. Jetzt überwachen Temperaturfühler den Heizvorgang im Ofen und sorgen für die optimale Glühdauer. Ebenfalls ein Novum: Für jede der vier Rollen, die in einen Ofen passen, lässt sich die Temperatur individuell einstellen. Als Sahnehäubchen in puncto Effizienz werden die warmen Abgase des Ofens genutzt, um das Schutzgas aufzuheizen.
Für das scheinbar absurde Heiß-kalt-heiß gibt es Gründe: Bei herkömmlichen Öfen kann die Temperatur nicht individuell geregelt werden – nur aufgrund von Erfahrungswerten wissen die Männer im Werk, wie lange das Aluminium im Ofen bleiben muss. Voraussetzung dafür, dass dieses Vorgehen funktioniert, ist aber, dass Produkte am Anfang kalt sind.
Dabei sind es gerade die Öfen, auf die bis zu 40 Prozent der Produktionskosten in der ohnehin energieintensiven Aluminiumindustrie entfallen. In ihnen werden die riesigen Alurollen erhitzt, die aus Walzwerken angeliefert werden, um zu einem dünneren Produkt zusammengedrückt zu werden. Anschließend kühlen die so erzeugten Alubänder 24 Stunden lang aus – um dann erneut in die Öfen geschoben zu werden, wo sie bei 480 Grad Hitze geschmeidig genug werden, um zu Dosen, Autoteilen oder Wandverkleidungen weiterverarbeitet zu werden.
Tatsächlich haben die Maschinen, die hier Aluminiumrollen dünner walzen, bis zu 50 Jahre auf dem Buckel. Die Öfen wirken ähnlich alt, doch an fünf von ihnen sind Schilder angenietet, deren Aufschrift stolz verkündet, dass hier die Moderne Einzug gehalten hat: „Energieeffizienz A+++“.
Nur wenige Schritte, dann hat jeder Besucher Öl an den Händen und Staub an der Hose. In der stickigen, heißen Luft hängt der Geruch von verbranntem Kerosin, in den Ohren dröhnen die Klopfgeräusche der Walzmaschinen. Wer die gigantische Anlage des Aluminiumwerks Alunorf am Neusser Rheinufer betritt, begibt sich in die Welt von Industrie 1.0. So scheint es.
https://energyawards.handelsblatt.com/wp-content/uploads/trimet.jpg280320https://energyawards.handelsblatt.com/wp-content/uploads/2022/02/ea-logo.png2015-09-07 15:07:422015-09-07 15:07:42TRIMET Aluminium SE
Ein guter Gedanke ist das eine. Ihn umzusetzen das andere. Beides zusammen heißt für Volkswagen „Think Blue.“: Die Idee, für eine nachhaltige Zukunft zu sorgen. „Think Blue. Factory.“ ist das daraus resultierende, ganzheitliche Unternehmensprogramm zur ökologischen Ausrichtung der Marke Volkswagen: Vom Presswerk über den Karosseriebau, die Lackiererei und die Gebäude/Infrastruktur bis hin zur Montage. Diese Ausrichtung liegt auch dem Top Management am Herzen. So ist es das ausgewiesene Ziel von Prof. Dr. Winterkorn bis 2018 an der Spitze der Automobilindustrie zu stehen – und das sowohl ökonomisch als auch ökologisch.
Mit dem Programm „Think Blue. Factory“ wird ein ganzheitlicher, unternehmerischer Ansatz verfolgt, der Ökologie und Ökonomie in Einklang bringt. Im Fokus stehen die Umweltgrößen Energie, CO2, Wasser, Abfall zur Beseitigung und Lösemittelemissionen. Diese sollen bis 2018 weltweit um je 25% pro Fahrzeug und Komponententeil gesenkt werden, verglichen zum Referenzjahr 2010. Mit diesem strukturierten Programm übernimmt die Marke Volkswagen bereits in der Produktion seiner Fahrzeuge ökologische Verantwortung und richtet die Werke aktiv ökologisch aus. Das Programm bezieht die Ideen des Managements und der Belegschaft der 27 teilnehmenden Standorten mit ein und verteilt diese weltweit, denn: Kopieren ist ausdrücklich erwünscht.
Die Werke arbeiten eng zusammen, tauschen sich regelmäßig aus und generieren so einen Wissenstransfer, von dem alle profitieren können. Bestehende Werke werden anhand von individuellen Entwicklungspfaden ökologisch ausgerichtet und optimiert. Die Einhaltung der jeweiligen Entwicklungspfade und den darin enthaltenen Maßnahmen wird durch die Integration in die Leistungsvereinbarung des Top-Managements (Werkleiter) gewährleistet. Neue Werke wie bspw. das Werk im amerikanischen Chattanooga werden nach den neuesten ökologischen Standards konzipiert und aufgebaut. Und sogar für diese neuen Werke gilt eine Reduzierung der betreffenden Kennzahlen bis 2018. Für seine auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Konstruktionsmerkmale hat das Werk in Chattanooga als erstes produzierendes Werk in Nordamerika die Platin-Zertifizierung des U.S. Green Building Council Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) erhalten. Damit wird dem Werk die Führerschaft in energie- und umweltgerechter Planung bestätigt.
Durch das Programm „Think Blue. Factory.“ konnten alle beteiligten Werke zusammen (Fahrzeugproduktion, Komponentenfertigung, leichte Nutzfahrzeuge und die Standorte in Südamerika) bis heute bereits knapp 89 Mio. € einsparen.
Sein neuestes Projekt ist eine 24.000 Euro teure gasbetriebene Kühlanlage, die nicht nur weniger Strom verbraucht als die alte Klimaanlage, sondern zudem noch mit ihrer Abwärme heißes Wasser für das ganze Haus produziert. In spätestens viereinhalb Jahren hat sich die Sache ausgezahlt, meint Lange. Und dann? Dann will sich Lange unabhängig vom Gas machen. Egal wie lange es dauert.
Und überhaupt: Wer sagt denn, dass die Standardrechnungen richtig sind? Die tatsächlichen Ersparnisse von Lange, der übrigens auch ein Zertifikat als Europäischer Energiemanager erworben hat, waren oft besser als die, die man ihm zuvor prognostiziert hatte.
Das Thema Energie treibt den Konditor schon lange um. Als er 1989 erstmals einen Gastronomiebetrieb führte, schaffte Lange die damals noch wenig verbreiteten Induktionsherde an, um Energie zu sparen. Nachdem er in die Rahlstedter Konditorei eingeheiratet hatte, spürte er jedem elektrischen Gerät im Haus nach, immer auf der Suche nach Sparmöglichkeiten. In seinem Arbeitsraum gibt es keine Lampen, sondern einen 1300 Euro teuren Prismenspiegel, der Tageslicht in den verdunkelten Raum projiziert. Ob sich das rechnet? Ja, nach zehn Jahren – sagen Standardberechnungen der Hersteller. Egal wann, sagt Lange. „Ich sehe meine Investitionen als Mischkalkulation.“ Zudem werde die energetische Ausstattung eines Hauses schon bald dessen Wert wesentlich mitbestimmen. Ein Vorteil, wenn er sein Geschäft an einen Nachfolger übergibt.
Er möchte ein Vorbild sein: ein Beispiel dafür, dass sich Investitionen in Stromsparen und -erzeugung auch für Kleinbetriebe lohnen. Dafür, dass man auch mit bescheidenen Mitteln eine positive Energiebilanz erzielen kann. Als Klaus Lange am 30. April 2013 seine Sonnenstromanlage in Betrieb nahm, konnte er in seiner nebenan gelegenen Privatwohnung sogar den Anschluss ans öffentliche Netz kündigen. Der notwendige Strom für Zuhause kommt seitdem ausschließlich aus seinem Betrieb.
Hinter all dem Aufwand stand ein Ziel: Lange wollte, dass sein Café mehr Strom erzeugt als verbraucht. Das Windrad war der letzte Schritt dorthin. Zuvor hatte er bereits auf dem Dach eine 170 Quadratmeter große Photovoltaik-Anlage installieren lassen, die rund 26.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr produziert. Zusammen mit der Ausbeute von Langes Blockheizkraftwerk (circa 30.000 Kilowattstunden), das er bereits 2006 installierte, ist der Betriebsbedarf gedeckt. Die 2000 Kilowattstunden, die das kleine Windrad beiträgt, zahlen bereits auf das Stromüberschusskonto ein. Lange ging es bei der Installation des kleinen Rads weniger um die (vergleichweise geringe) Strommenge, sondern vielmehr um die Symbolik. „Auch wegen der Sichtbarkeit“, sagt der Konditor, „Die Photovoltaikanlage nimmt man kaum wahr.“
Wenn Klaus Lange sich etwas in den Kopf setzt, kann er sehr hartnäckig sein. Etwa bei der Sache mit dem Windrad. Das steht seit November 2012 auf dem Dach seiner Konditorei mit angeschlossenem Café im Hamburger Stadtteil Rahlstedt – als erste privat betriebene Kleinwindkraftanlage der Hansestadt. Ein Jahr lang kämpfte er mit den Behörden, bis er alle notwendigen Genehmigungen hatte. Einmal marschierte er sogar geradewegs ins zuständige Bezirksparlament. „Ein Bürger ist erschienen“ – so kündigte der Parlamentspräsident sein Kommen an, erzählt Lange lachend.
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