Effiziente industrielle Abwärmenutzung mit Wärmepumpen in der Stahlindustrie

摘要

Wärmepumpen werden zukünftig vermehrt eine wichtige Rolle zur Dekarbonisierung von industriellen Prozessen spielen. Sie bieten die Möglichkeit Niedertemperatur-Abwärme in nutzbare Prozesswärme auf höherem Temperaturniveau umzuwandeln. Dabei handelt es sich nicht nur um eine Energieeffizienzmaßnahme, die Integration von Wärmepumpen führt auch zur Elektrifizierung industrieller Prozesse und kann somit auch zur erhöhten Nutzung erneuerbarer elektrischer Energie beitragen [1]. Wenngleich der potentielle Nutzen an Industrie-Wärmepumpen erkannt wurde und Interesse besteht, sind diese in Industrieprozessen noch nicht sehr verbreitet. Anwendungsbeispiele und Demonstrationsprojekte finden sich jedoch bereits in energieintensiven Industriesektoren wie der Nahrungsmittelbranche, Baustoffherstellung und der Papier- und Zellstoffindustrie. Industrie-Wärmepumpen könnten auch in sogenannten integrierten Stahlwerken zum Einsatz kommen, sie wären bereits jetzt für manche Prozesse geeignet. In diesem Beitrag wird aufbauend auf Informationen aus der Literatur, bezüglich der Verbesserung der Energieeffizienz von bestehenden integrierten Stahlwerken [2, 3] der mögliche Einsatz von Industrie-Wärmepumpen untersucht. Anhand eines theoretischen Fallbeispiels aus der Stahlindustrie soll die Effizienzsteigerung durch die Integration einer dampfgenerierenden Wärmepumpe verständlich gemacht werden.