Nutzung von Abwärme aus Pyrolyseanlagen

DMZ – FORSCHUNG / MM ¦ AA ¦            

 

Dübendorf, St. Gallen und Thun - Industrielle Abwärme, bisher oft ungenutzt, könnte bald eine nachhaltige Energiequelle werden. Ein Empa-/ETH-Spin-off, unterstützt durch ein "Empa Entrepreneur Fellowship", entwickelt eine innovative Kolbenmaschine, die Abwärme effizient in Strom umwandeln soll.

 

Jahrelange Forschungsarbeit der Empa an einer innovativen Ventilsteuerung für Verbrennungsmotoren hat zu einer wegweisenden Technologie geführt. Elektrohydraulisch betätigte Ventile ermöglichen eine flexible Gestaltung des Gaswechsels im Motor, was den Treibstoffverbrauch deutlich reduziert. Dieser Ansatz wird bereits für treibstoffflexible Nutzfahrzeugmotoren weiterentwickelt.

 

Nun soll diese Technologie auch in einem neuen Bereich zum Einsatz kommen. Empa-Forscher Andyn Omanovic wurde mit einem "Entrepreneur Fellowship" ausgezeichnet, um eine neuartige Kolbenmaschine mit dieser Ventilsteuerung zu entwickeln. Die Kommerzialisierung übernimmt etavalve GmbH, ein Spin-off der Empa und der ETH Zürich.

 

Effiziente Nutzung von Abwärme

Die neuartige Kolbenmaschine zielt darauf ab, Abwärme aus industriellen Prozessen effizienter zu nutzen als herkömmliche Methoden, die auf Turbinen basieren. Durch die geschlossene Struktur von Zylinder und Kolben kann die Abwärme optimal in mechanische Kraft umgewandelt werden, um schließlich Strom zu erzeugen. Die flexible Steuerung der Ventile ermöglicht erst die Umsetzbarkeit dieses Prozesses.

 

"Unsere Kolbenmaschine ist besonders für Temperaturbereiche von etwa 500 bis 900 Grad geeignet, in denen die Abwärme unregelmäßig anfällt und der Leistungsbereich im Megawattbereich liegt", erklärt Andyn Omanovic. Das Potenzial ist enorm, da allein in Deutschland im Jahr 2016 die Menge der industriellen Abwärme über 300 Grad auf rund 10 Terrawattstunden pro Jahr geschätzt wurde.

 

Nutzung von Abwärme aus Pyrolyseanlagen

Besonders vielversprechend ist die Nutzung von Abwärme aus Pyrolyseanlagen, die Biomasse in Pflanzenkohle umwandeln. Empa-Forscher arbeiten an klimafreundlichen Pflanzenkohle-Anlagen. Die Kolbenmaschine kann die dabei entstehende Hitze nutzen, um Strom zu erzeugen.

 

Eine Pilotmaschine, speziell für die Abwärme bei der Pyrolyse, soll bis Anfang 2025 für die Energieversorgerin IWB in Basel entstehen. Etwa ein Jahr später plant etavalve, eine Kleinserie von Kolbenmaschinen an ein Unternehmen zu liefern, das auf Anlagen zur Verbrennung von Schwachgasen spezialisiert ist.

 

Trotz technischer Herausforderungen sind die Entwickler zuversichtlich, dass ihre Technologie in absehbarer Zeit auf den Markt kommen kann, da bereits Gespräche mit potenziellen Abnehmern stattfinden.

 

 

 

 

Quelle: Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa)