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Aug 03, 2023

Die Umstellung auf Elektrokessel

Steigende Gaspreise und CSR der Unternehmen treiben den Übergang zu elektrischen Heizkesseln voran

Steigende Gaspreise und CSR der Unternehmen treiben den Übergang zu Elektrokesseln voran

Da die Gaspreise steigen, setzen Unternehmen auf wirtschaftliche, emissionsfreie elektrische Dampf- und Heißwasserkessel und erfüllen vorrangige Initiativen zur sozialen Verantwortung von Unternehmen (Corporate Social Responsibility, CSR) im Umweltbereich

Industrieanlagen und Versorgungsunternehmen verlassen sich seit langem auf große gas- oder ölbefeuerte Kessel für Dampf, Prozesswärme oder Energieerzeugung. Heute ändern jedoch zwei wichtige Faktoren die Gleichung: höhere Gaspreise und die Notwendigkeit, eine CSR-Initiative mit hoher Priorität für Unternehmen umzusetzen – die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks des Unternehmens zur Bekämpfung der globalen Erwärmung. Der Zusammenschluss spornt schließlich viele Manager und Vorstände dazu an, kostengünstige, emissionsfreie elektrische Dampf- und Warmwasserkessel in Anlagen einzuführen.

Angesichts der steigenden Kosten für Gas wird das wirtschaftliche Argument für den Übergang zu Elektrokesseln immer stärker. Wirtschaftlichkeit allein ist jedoch nicht das einzige Argument, das für Strom statt Gas spricht. Da die Auswirkungen des Klimawandels immer offensichtlicher werden, nehmen auch Unternehmen ihre Verpflichtungen zur Ausübung einer guten gesellschaftlichen Verantwortung als Unternehmen ernst. Viele Unternehmen setzen CSR-Initiativen um, um ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu begrenzen und den Klimawandel durch die Reduzierung ihrer Emissionen fossiler Brennstoffe zu bekämpfen.

Durch die Ausübung der sozialen Verantwortung von Unternehmen als Geschäftsmodell, insbesondere im Sinne einer guten Umweltverantwortung, stärken Unternehmen ihre Marke. In vielen Fällen kann dies dazu beitragen, umweltbewusste Verbraucher zu mehr Geschäften mit ihnen zu motivieren. Ethisches Verhalten kann auch dazu beitragen, Mitarbeiter zu gewinnen und zu halten.

„Immer mehr Unternehmen im Industriesektor beginnen, darüber nachzudenken, wo sie fossile Brennstoffe verbrennen, und überlegen, ob es einen wirtschaftlichen, nachhaltigeren Ersatz gibt. Für viele ist die Verwendung eines Elektrokessels eine einfache Lösung“, sagt Robert Presser, Vizepräsident vonAcme Engineering, ein Hersteller von Industrie- und Gewerbekesseln mit Niederlassungen in den USA, Kanada und Europa.

Presser fügt hinzu: „Die Umstellung auf den Einsatz industrieller Elektrokessel ist heute mehr als nur ein wirtschaftliches Argument. Es ist eine wichtige, konkrete Möglichkeit, die CSR-Verpflichtungen des Unternehmens zu erfüllen, die das Unternehmen in Richtung CO2-Neutralität im Einklang mit den Zielen der UN-Klimakonferenz COP26 bewegen.“ Das Engagement von Global Finance zur Finanzierung umweltfreundlicher Initiativen von alternativen Energien bis hin zum Konsum wird die Finanzierung dieses Übergangs erleichtern.“

Einem aktuellen Artikel in The Economist zufolge haben sich die Länder auf der COP26 dazu verpflichtet, ihre Dekarbonisierungspläne weiter voranzutreiben und insbesondere ihre Emissionsreduktionsziele für 2030 bis zum nächsten Jahr zu verschärfen. … Es wurden Regeln zur Schaffung eines Rahmens für einen globalen Kohlenstoffmarkt festgelegt genehmigt. … Die Notwendigkeit, die globalen Treibhausgasemissionen bis 2030 um satte 45 % zu reduzieren, wurde offiziell anerkannt.“

Mit Erdgas betriebene Kessel und Öfen emittieren nicht nur die berüchtigten Treibhausgase Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4), sondern auch gefährliche Stickoxide (NOx), Kohlenmonoxid (CO) und Lachgas (N2O). flüchtige organische Verbindungen (VOCs), Schwefeldioxid (SO2) und Feinstaub (PM).

Dennoch entscheiden sich viele Anlagentechniker für die bekannten Gaskessel, weil sie irrtümlich glauben, dass Elektrokessel nicht mit der Leistung herkömmlicher, mit fossilen Brennstoffen betriebener Anlagen mithalten können. Aufgrund der erheblichen Fortschritte in der Elektrokesseltechnologie ist dies jedoch bei weitem nicht der Fall. Heutzutage kann eine solche Technologie die Kapazität großer Gas- oder Ölkessel auf viel kleinerem Raum erreichen.

Elektrokessel nutzen die Leit- und Widerstandseigenschaften von Wasser, um elektrischen Strom zu transportieren und Dampf zu erzeugen. Ein Wechselstrom fließt von einer Elektrode einer Phase zur Erde und nutzt dabei das Wasser als Leiter. Da Chemikalien im Wasser für Leitfähigkeit sorgen, erzeugt der Stromfluss Wärme direkt im Wasser selbst. Je mehr Strom (Ampere) fließt, desto mehr Wärme (BTU) wird erzeugt und desto mehr Dampf wird erzeugt. Entscheidend ist, dass fast 100 % der elektrischen Energie ohne Schornstein- oder Wärmeübertragungsverluste in Wärme umgewandelt werden.

Mit diesem Design erzeugt beispielsweise der Hochspannungs-Elektrodendampfkessel CEJS von Acme maximale Dampfmengen auf minimaler Grundfläche mit einer Kesselleistung von 6 MW bis 52 MW. Der Kessel arbeitet mit den vorhandenen Versorgungsspannungen von 4,16 bis 25 kV mit einem Wirkungsgrad von bis zu 99,9 % und kann bis zu 170.000 Pfund Dampf pro Stunde erzeugen. Mit Druckstufen von 105 psig bis 500 psig sind die Kessel nach ASME Abschnitt 1 ausgelegt und am Standort des Kessels zertifizierte, registrierte Druckbehälter.

„Eine oder zwei Generationen von Anlagentechnikern sind fast ausschließlich mit Öl- und Gaskesseln aufgewachsen“, sagt Presser. „Aufgrund vorgefasster Meinungen betrachten die meisten Elektrokessel als kleine, leistungsschwache Einheiten, wie einen Warmwasserbereiter. Deshalb erklären wir Ingenieuren häufig, dass es Elektrokesseltechnologie gibt, die große gas- oder ölbefeuerte Kessel in einem sehr kleinen Zustand ersetzen kann.“ Fußabdruck."

Er weist darauf hin, dass leistungsstarke Elektrokessel gut dazu geeignet seien, Hilfsstrom nahezu bedarfsgerecht bereitzustellen. Hilfskessel werden auch zur Dampfversorgung von Turbinen bei schnellem Leistungsbedarf und zur Erwärmung von Prozesswasser eingesetzt.

Darüber hinaus bieten industrielle Elektrokessel im Vergleich zu Öl- oder Gaskesseln mehrere Vorteile, darunter höhere Sicherheit, einfache Installation, schnellere An- und Abschaltzeiten und einen leisen Betrieb. Elektrokessel verfügen nicht über eine hohe Mindestbetriebsleistung, um sofort verfügbar zu sein. „Elektrokessel benötigen keinen Bediener, denn wenn etwas schief geht, löst der Unterbrecher aus und verhindert so eine weitere Eskalation des Problems“, sagt Presser. „Bei Gaskesseln kann jedoch jedes Gasleck das Risiko einer Explosion erhöhen. Daher müssen Gasanlagen normalerweise kontinuierlich überwacht oder regelmäßig überprüft werden.“ Er weist darauf hin, dass die staatlichen und kommunalen Sicherheitsrichtlinien je nach Kesseltyp und erwarteter Inspektionshäufigkeit variieren.

Auch bei Elektrokesseln erfolgt die Energiezufuhr und -regelung präzise und nahezu unmittelbar. Im Gegensatz dazu ist das Erhöhen oder Verringern der Temperatur in einem gasbefeuerten Heizkessel ein langsamerer Prozess, da es Zeit braucht, bis die Wärme im Heizkessel ansteigt oder abgeführt wird, bevor die angestrebte Leistung erreicht wird.

Elektrische Geräte sind außerdem im Vergleich zu brennstoffbefeuerten Heizkesseln außergewöhnlich leise. „Im Gegensatz zu gasbetriebenen Brennern, die wie Turbinenmotoren fast kontinuierlich drosseln, halten Elektrokessel den Betriebsgeräuschpegel niedrig“, sagt Presser. „Das lauteste Geräusch, das Sie von einem Elektrokessel hören werden, ist das der Umwälzpumpe.“

Neben industriellen Anwendungen wird Elektrokesseltechnik auch für die private und gewerbliche Fernwärme eingesetzt, deren Nachfrage insbesondere in städtischen Zentren steigt. Bei der Fernwärme wird über ein isoliertes Rohrsystem verteilte Wärme an zentraler Stelle erzeugt und zur hocheffizienten, schadstoffarmen Raum- und Warmwasserbereitung genutzt.

Für Zentralheizungsanwendungen liefert die Elektrokesseltechnologie trotz ihrer kompakten Größe ausreichend Leistung. Derzeit wird über diesen Ansatz nachgedacht, mehrere 50-MW-Dampfkessel im Zentrum von Manhattan zu installieren und gasbetriebene Kessel zu ersetzen, um eine Reihe von Gebäuden zentral mit Dampf zu versorgen. „In den USA besteht ein zunehmendes Interesse an Fernwärme. Wir haben mit Versorgungsunternehmen gesprochen, deren riesige Kesselanlagen immer noch Dampfleitungen in großen Stadtkernen wie NYC versorgen. Viele wollen die damit verbundenen Emissionen in städtischen Zentren eindämmen“, sagt Presser. Er weist darauf hin, dass Elektrokessel eine Batterie riesiger Gaskessel ersetzen können. „Heute können wir mit einer Anzahl von 52-MW-Kesseln 300 MW Dampfkraft im Stadtkern emissionsfrei erzeugen“, sagt er.

Da Industrieanlagen und Versorgungsunternehmen über Alternativen zu Kesseln nachdenken, die teureres Gas verbrennen, werden emissionsfreie elektrische Dampf- und Warmwasserkessel zunehmend zu einer der kostengünstigsten Optionen werden. Die nachhaltige Entscheidung hilft Unternehmen nicht nur, ihre umweltfreundlichen CSR-Initiativen mit sauberem Strom umzusetzen, sondern kann auch dazu beitragen, ihre Marke als eine Marke zu positionieren, die es mit der Bekämpfung des Klimawandels und der Einhaltung ihrer öffentlichen Verpflichtungen ernst meint.