Blog

Nov 26, 2023

Der Danfoss-Bericht plädiert für neue Wege, Abwärme nutzbar zu machen

Danfoss, ein dänisches Unternehmen, hat ein Whitepaper veröffentlicht, das sich dafür ausspricht

Danfoss, ein dänisches Unternehmen, hat ein Weißbuch veröffentlicht, das sich für die Erfassung und Wiederverwendung von Abwärme in Haushalten und Unternehmen einsetzt.

Von

Veröffentlicht

Danfoss ist ein dänisches Unternehmen, das 1933 vom Ingenieur Mads Clausen gegründet wurde. Heute beschäftigt das Unternehmen weltweit mehr als 40.000 Mitarbeiter. Das Hauptgeschäft des Unternehmens besteht in der Herstellung von Heiz- und Kühlgeräten, es ist aber auch stark in die Entwicklung und Produktion von Leistungssteuerungselektronik involviert. In einem kürzlich veröffentlichten Weißbuch plädiert sie dafür, Abwärme aufzufangen und zum Heizen unserer Häuser, Unternehmen und Fabriken zu nutzen.

CleanTechnica-Leser wissen ein oder zwei Dinge über Effizienz. Wir wissen, dass die Elektroautos, die wir lieben, weitaus effizienter sind als solche mit Verbrennungsmotoren. Wir schließen uns der Botschaft in Büchern wie „Drawdown“ und dem Rat von Leuten wie Stanford-Professor Mark Jacobson an, dass das Geheimnis einer nachhaltigen Welt darin besteht, alles zu elektrifizieren und mit erneuerbarer Energie zu versorgen.

Aber es gibt noch eine andere Seite der „Electrify Everything“-Geschichte. Jedes mit Strom betriebene Gerät erzeugt im Betrieb Wärme. Jedes Mal, wenn ein Aufzug hochfährt, ein Kühlschrank läuft oder ein Server Codepakete in einem Rechenzentrum austauscht, entsteht Hitze. In einem neuen Bericht kritisiert Danfoss die Eile, Millionen Gallonen LNG nach Europa zu importieren, um den Verlust von Methangas aus Russland auszugleichen. Es heißt, es gäbe einen besseren, günstigeren und nachhaltigeren Weg – die Rückgewinnung von Abwärme.

„Die Verwendung von Gas oder Strom zum Heizen ist wie die Verwendung einer Kettensäge zum Schneiden von Butter, da die Heizkosten leicht durch geringwertige Wärmequellen wie überschüssige Wärme gedeckt werden können“, sagt Danfoss. Das ist eine ziemlich außergewöhnliche Aussage. Hier dachten wir, wenn wir einfach alles mit Strom betreiben würden, wäre die Klimakrise gelöst, aber anscheinend müssen wir unsere Denkweise anpassen. Hier ist der Kern des Danfoss-Whitepapers.

„Energieverschwendung entsteht häufig in Form von überschüssiger Wärme und ist ein Nebenprodukt der meisten industriellen und kommerziellen Prozesse. Fabriken, Rechenzentren, Abwasseranlagen und Supermärkte produzieren alle große Mengen überschüssiger Wärme. Allein in der Europäischen Union beträgt die überschüssige Wärme 2.860 TWh pro Jahr – das entspricht fast dem gesamten Energiebedarf der EU für Wärme und Warmwasser in Wohn- und Dienstleistungsgebäuden. Ein Großteil dieser überschüssigen Wärme könnte stattdessen aufgefangen und genutzt werden.

„Die Lösungen stehen uns bereits heute zur Verfügung. Was wir jetzt brauchen, ist der politische Wille, dies umzusetzen. Die grünste, günstigste und sicherste Energie ist die Energie, die wir nicht verbrauchen. Strukturelle Effizienzmaßnahmen, einschließlich Vorschriften zur Wiederverwendung überschüssiger Wärme, sind in den politischen Reaktionen auf die Krise nahezu nicht vertreten. Dies gilt trotz der Tatsache, dass Effizienzmaßnahmen das schnellste und kostengünstigste Instrument zur Eindämmung der Energiekrise darstellen. Bemerkenswert ist, dass nur sehr wenige Initiativen auf eine effizientere Nutzung von Energie gedrängt haben die enormen Mengen an verschwendeter Energie in Form von überschüssiger Wärme.“

„Abwärme kann durch bestehende und bewährte Technologien wiederverwendet werden, insbesondere durch Wärmepumpen, bei denen es sich um elektrisch betriebene Geräte handelt, die Wärme von einem Ort zum anderen transportieren können. Sie können beispielsweise Wärme aus den Abgasen einer Fabrik oder dergleichen nutzen erwärmtes Wasser aus den Kühlsystemen in Rechenzentren und zirkuliert es im Heizsystem umliegender Häuser.

„Durch die Wiederverwendung überschüssiger Wärme werden die Kosten für die Verbraucher gesenkt. Es ist viel billiger, Energie wiederzuverwenden, als sie zu kaufen oder zu erzeugen. Auf gesellschaftlicher Ebene kann überschüssige Wärme erhebliche Mengen an Strom oder Gas ersetzen, die sonst zur Wärmeerzeugung benötigt würden. Dies.“ Auf diese Weise kann überschüssige Wärme dazu beitragen, das zukünftige Stromnetz zu stabilisieren. Um es mit Amory Lovins zu sagen: Die Verwendung hochwertiger Energieträger wie Gas oder Strom zum Heizen ist so, als würde man „mit einer Kettensäge Butter schneiden“, da die Wärme leicht durch minderwertige Wärmequellen gedeckt werden kann B. überschüssige Wärme. In Zukunft werden neue überschüssige Wärmequellen wie Power-to-X-Anlagen entstehen und an Zahl zunehmen, wodurch große Mengen überschüssiger Wärme erzeugt werden, die in großem Maßstab genutzt werden können.“

Ich war mir nicht sicher, was „Power to X“-Technologie bedeutet. Obwohl ich für CleanTechica schreibe, war dies ein neuer Begriff für mich, also beschloss ich, dem Rat meiner alten irischen Großmutter zu folgen, die, wenn man sie fragte, was etwas bedeutet, immer sagte: „Schauen Sie nach!“ Das habe ich getan und hier ist, was ich gefunden habe, mit freundlicher Genehmigung von Wikipedia. [Hinweis: Ich unterstütze Wikipedia mit einer Spende von 5 US-Dollar pro Monat und ermutige andere, darüber nachzudenken, dasselbe zu tun.]

Power-to-X (auch P2X und P2Y) ist eine Reihe von Stromumwandlungs-, Energiespeicher- und Rückumwandlungspfaden, die überschüssigen Strom nutzen, typischerweise in Zeiten, in denen die schwankende erneuerbare Energieerzeugung die Last übersteigt. Power-to-X-Umwandlungstechnologien ermöglichen die Entkopplung von Strom aus dem Elektrizitätssektor zur Nutzung in anderen Sektoren (z. B. Transport oder Chemie), möglicherweise unter Verwendung von Strom, der durch zusätzliche Investitionen in die Erzeugung bereitgestellt wurde. Der Begriff ist in Deutschland weit verbreitet und könnte dort entstanden sein.

Das -to-Liquid (synthetischer Kraftstoff), Power-to-Food, Power-to-Syngas und Power-to-Power. Das Laden von Elektrofahrzeugen, die Raumheizung und -kühlung sowie die Warmwasserbereitung können zeitlich an die Erzeugung angepasst werden, Formen der Nachfragereaktion, die als Power-to-Mobility und Power-to-Heat bezeichnet werden können.

Insgesamt fallen Power-to-X-Systeme, die überschüssigen Strom nutzen, unter den Begriff Flexibilitätsmaßnahmen und sind besonders nützlich in Energiesystemen mit hohen Anteilen erneuerbarer Energieerzeugung und/oder mit starken Dekarbonisierungszielen. Der Begriff umfasst eine Vielzahl von Wegen und Technologien. Im Jahr 2016 förderte die Bundesregierung ein Forschungsprojekt der ersten Phase zu Power-to-X-Optionen mit 30 Millionen Euro.

Brian Vad Mathiesen, Professor für Energieplanung und erneuerbare Energiesysteme an der Universität Aalborg, leitete die im Danfoss-Whitepaper zitierte Forschung, die auf den früheren Heat Road Map Europe-Projekten seines Teams aufbaut. „Die Zahl der Städte, Regionen und Länder in Europa, die Wärme verschwenden und gleichzeitig Milliarden für Erdgas oder Elektroheizung ausgeben, ist überwältigend“, sagt er gegenüber dem Guardian und warnt davor, dass die Energiesicherheit Europas auf dem Spiel stehe.

„Nehmen Sie die Niederlande. Es gibt praktisch keine Fernwärme, obwohl die Menge an Abwärme fast doppelt so hoch ist wie der Wärmebedarf. Dänemark ist gleich groß, verfügt aber bei nur einem Drittel der Bevölkerung über etwa 60 % Fernwärme Die Nutzung von Abwärme ist sicherlich nicht mit technischen Unterschieden verbunden. Während die physikalischen Gesetze die gleichen sind, sind der politische Wille und die Traditionen sehr unterschiedlich.“

Er fügt hinzu, dass in der überschüssigen Wärme, die von der Schwerindustrie wie der Chemie-, Stahl- und Zementproduktion erzeugt wird, ein „riesiges, ungenutztes Potenzial“ liege. In der EU sind das mehr als 267 TWh pro Jahr und damit mehr als die kombinierte Wärmeerzeugung von Deutschland, Polen und Schweden im Jahr 2021.

Kim Fausing, Präsident und CEO von Danfoss, glaubt, dass das Recycling von Wärme ein entscheidender Schritt in Richtung einer nachhaltigen Welt ist. „Wenn Unternehmen die gesamte überschüssige Wärme aus diesen Rechenzentren nutzen würden, wären die Emissionseinsparungen und die Einnahmen aus dem Verkauf dieser Wärme von großer Bedeutung. Im Großraum London haben wir mindestens 648 geeignete Quellen für überschüssige Wärme identifiziert, darunter Rechenzentren und U-Bahn-Stationen , Supermärkte, Kläranlagen und Lebensmittelproduktionsanlagen. Warum nutzen Unternehmen und lokale Regierungsorganisationen diese nicht?“ Er weist darauf hin, dass Londons überschüssige Wärme 9,5 TWh pro Jahr beträgt – genug, um 790.000 Haushalte zu heizen. „Die Wiederverwendung überschüssiger Wärme bietet Unternehmen im gesamten Vereinigten Königreich unglaubliche Möglichkeiten, ihre Emissionen zu reduzieren, Geld zu sparen und Geld zu verdienen. Worauf warten wir noch?“

Das Weißbuch von Danfoss ist lang und detailliert und voller konkreter Pläne, wie verschiedene Branchen die vorhandene Abwärme nutzen könnten, die nur darauf wartet, genutzt zu werden. In Abschnitten des Berichts wird auch auf Projekte an vielen Orten auf der ganzen Welt verwiesen, bei denen sich die Abwärmeerfassungstechnologien von Danfoss bereits als erfolgreich erwiesen haben. Es ist ein lesenswerter Bericht.

Ein großes Lob an Danfoss für die Ausweitung der Forschung von Brian Vad Mathiesen zum Potenzial der Nutzung von Abwärme, damit kostbarer Strom und Brennstoffe einem höheren Zweck zugeführt werden können. Dies scheint ein Beispiel dafür zu sein, wie man die niedrig hängenden Früchte pflückt, die es zu stehlen gilt. Warum wird also nicht mehr getan, um diese Technologie voranzutreiben?

Eine vernünftige Vermutung wäre, dass die Industrie für fossile Brennstoffe mehr daran interessiert ist, fossile Brennstoffe zum Heizen von Häusern und Unternehmen zu verkaufen, als an der Förderung eines nachhaltigen Planeten. Da die Industrie ihre Tentakel tief in den politischen Prozessen aller Länder verankert hat, werden die Regierungen eher auf das ausgerichtet, was für die großen Ölkonzerne am besten ist, als auf das, was für den Planeten am besten ist. Die wirkliche Antwort könnte darin bestehen, bessere politische Führer zu bekommen. Wie jemand einmal sagte: „Wenn das Volk führt, werden seine Führer folgen.“

Update: Wir haben Professor Mark Jacobson von der Stanford University um seinen Beitrag zu dieser Geschichte gebeten. Hier ist, was er zu sagen hatte:

„Die meiste Abwärme entsteht durch die Verbrennung von Kohle, Benzin, Diesel und Erdgas. Da wir diese Brennstoffe durch den Übergang zu 100 % Wind-Wasser-Solar (WWS) eliminieren wollen, werden diese Abwärmequellen verschwinden. Eine weitere Quelle von.“ Abwärme entsteht in Computer-Rechenzentren. In modernen Rechenzentren wird diese Abwärme bereits von Wasserkühlsystemen erfasst. In Stanford wird die vom Wasser erfasste Wärme an ein Fernwärme-/Kühlsystem weitergeleitet, wo die Abwärme an einen Kessel übertragen wird zur späteren Verwendung.

„Ich bin sicher, dass es immer noch viele Rechenzentren gibt, die das nicht tun, also ist das ein Bereich, in dem Abwärme erfasst werden kann. Bei Millionen von Elektroautos wird es auch zusätzliche Abwärme geben, aber diese Abwärme ist viel weniger bedeutsam.“ die Abwärme von Benzin- und Dieselautos, da Elektrofahrzeuge ein Viertel der Energie verbrauchen wie Benzin- oder Dieselfahrzeuge. Auf jeden Fall ist es äußerst schwierig, solche Abwärme aufzufangen, geschweige denn zu speichern. Möglicherweise gibt es einige industrielle Quellen dafür Abwärme bei der Elektrifizierung aller Energien. Befindet sich ein Fernwärmesystem in der Nähe, kann die Wärme genau wie beim Stanford-System dorthin übertragen werden.

Steve schreibt über die Schnittstelle zwischen Technologie und Nachhaltigkeit von seinem Zuhause in Florida oder wo auch immer die Macht ihn hinführen könnte. Er ist stolz darauf, „aufgewacht“ zu sein, und es ist ihm völlig egal, warum das Glas zerbrochen ist. Er glaubt leidenschaftlich an das, was Sokrates vor 3000 Jahren sagte: „Das Geheimnis des Wandels besteht darin, seine ganze Energie nicht auf den Kampf gegen das Alte, sondern auf den Aufbau des Neuen zu konzentrieren.“

Machen Sie Werbung mit CleanTechnica, um Ihr Unternehmen monatlich Millionen von Lesern vorzustellen.

Schätzungen zufolge sind Rechenzentren weltweit für 1 bis 2 % des Stromverbrauchs verantwortlich. Der Prozentsatz ist in Europa höher, wo es dort Rechenzentren gibt...

Die Heizung und Kühlung des Innenraums von Elektrofahrzeugen muss effizienter erfolgen, um Reichweitenverluste zu vermeiden.

Volvo Penta und Danfoss Editron haben sich zusammengeschlossen, um die Elektrifizierung in einem neuen Pilotprogramm voranzutreiben und die Windindustrie noch sauberer zu machen!

Mit einem elektrischen Antriebsstrang, der von den Experten für elektrische Schifffahrt bei Danfoss Editron entwickelt wurde, werden bald 27 emissionsfreie Passagierfähren ein Sammelsurium von ... ersetzen.