Illustration der geplanten industriellen Großwärmepumpe von MAN Energy Solutions

Bild: MAN Energy Solutions

BASF und MAN Energy Solutions arbeiten zusammen Bau einer der weltgrößten Wärmepumpen

04.07.2022

Die geplante Wärmepumpe nutzt Abwärme aus dem Kühlwassersystem als CO2-arme Energiequelle zur Dampferzeugung und soll die CO2-Emissionen um bis zu 390.000 t pro Jahr senken.

BASF und MAN Energy Solutions haben eine strategische Partnerschaft vereinbart, um den Bau einer industriellen Großwärmepumpe am BASF-Standort in Ludwigshafen voranzutreiben.

Diese soll einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen leisten, den Einsatz CO2-armer Technologien in der chemischen Produktion etablieren und den Gasverbrauch am Standort reduzieren. In einem ersten Schritt führen die Projektpartner eine Machbarkeitsstudie durch, die bis Ende des Jahres 2022 abgeschlossen sein soll.

Kühlwassersystem als Energiequelle

Die geplante Großwärmepumpe soll die Produktion von Dampf mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien ermöglichen und dabei Abwärme aus dem Kühlwassersystem der BASF als thermische Energiequelle nutzen. Dazu wird die Restwärme des Wassers durch Verdichtung aufbereitet und der so gewonnene Dampf in das Dampfnetz des Standorts eingespeist.

Mit einer Einbindung der vorgesehenen Wärmepumpe in die Produktionsinfrastruktur des Standorts sollen bis zu 150 t Dampf pro Stunde erzeugt werden (circa 1,3 Millionen t pro Jahr) – das entspricht einer thermischen Leistung von 120 MW. Die CO2-Emissionen am Standort sollen im Zuge des Projekts um bis zu 390.000 t pro Jahr sinken. Zugleich soll die Leistung des Kühlwassersystems gesteigert und unabhängiger von Klima- und Witterungsbedingungen werden.

Wasserdampf ist der wichtigste Energieträger in der chemischen Industrie. Gut 20 Millionen t benötigt BASF in Ludwigshafen pro Jahr, also können ungefähr 15 Prozent durch die Wärmepumpe abgedeckt werden. Einen großen Teil setzen die Betriebe am Standort als Prozessdampf in der Produktion ein, beispielsweise zum Trocknen von Produkten, Aufheizen von Reaktoren oder zum Destillieren. Schon heute wird etwa die Hälfte des Dampfbedarfs am Standort Ludwigshafen durch Wärmerückgewinnung aus Produktionsanlagen – und somit durch ein CO2-armes Verfahren – gedeckt. Die übrigen rund 50 Prozent werden über Gas- und Dampfkraftwerke gewonnen, die bei der Erzeugung Treibhausgasmissionen verursachen.

Emissionsreduktion durch Kooperation

Dr. Martin Brudermüller, Vorstandsvorsitzender von BASF: „Mittelfristig wollen wir unsere CO2-Emissionen bereits bis 2030 um 25 Prozent reduzieren. Indem wir Technologien wie Großwärmepumpen einsetzen, die bereits heute existieren und auf einen industriellen Maßstab übertragbar sind, kommen wir diesem Ziel ein ganzes Stück näher. Durch die Kooperation mit MAN Energy Solutions vereinen wir das Wissen um einen chemischen Verbundstandort mit dem Know-how zur technologischen Umsetzung eines solchen Projekts. Gleichzeitig birgt die Technologie das Potenzial, Wegbereiter für weitere BASF-Standorte zu sein.“

Dr. Uwe Lauber, CEO von MAN Energy Solutions, kommentiert: „Wir freuen uns sehr auf die enge Zusammenarbeit mit BASF. Raum- und Prozesswärme stehen für rund ein Drittel der deutschen Treibhausgasemissionen. An diesem gewaltigen Hebel wollen wir gemeinsam mit einer innovativen Lösung ansetzen. Wir sind überzeugt, dass unsere Wärmepumpenlösung einen entscheidenden Beitrag zu einer klimafreundlichen Dampfversorgung des Standorts Ludwigshafen leisten kann.“

Lauber erklärt weiter: „BASF ist weltweiter Vorreiter bei der Energietransformation in der chemischen Industrie, ein Vorbild im Einsatz innovativer Technologien zum Schutz des Planeten und ein toller Projektpartner. Industrie und Klimaschutz gleichermaßen sind auf die Innovationen angewiesen, die aus solch starken Partnerschaften hervorgehen.“

Dr. Uwe Liebelt, President European Verbund Sites, BASF: „Die vor uns liegende Transformation erfordert vor allem Innovationsoffenheit. In Ludwigshafen erproben und entwickeln wir zahlreiche Technologien und alternative Verfahren, um fossile Energieträger zu ersetzen – dazu gehört auch die elektrische Erzeugung von Dampf. Klimaschutz bedeutet eben nicht nur Treibhausgasemissionen zu vermeiden, sondern auch nachhaltig mit Energie zu wirtschaften. Industrielle Wärmepumpen ermöglichen beides. In Zukunft werden sie wesentlich sein für eine nachhaltige Energie-Infrastruktur am Standort Ludwigshafen.“

Durch das Projekt wollen beide Partner Erfahrungen in der Integration und im Betrieb von industriell skalierten Großwärmepumpen sammeln und den Weg für eine Standardisierung und den Einsatz an weiteren Standorten ebnen. Die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie in Bezug auf Wirtschaftlichkeit, Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit der Technologie sind Grundlage der dann folgenden Entscheidungsfindung zum Bau der Wärmepumpe.

Skalierung neuer Verfahren

BASF hat sich das Ziel gesetzt, bis 2050 Netto-Null-CO2-Emissionen zu erreichen. Neben dem Einsatz erneuerbarer Energien oder der Steigerung der Energieeffizienz in der Produktion sollen auch neue Technologien wie die Elektrifizierung der Dampferzeugung zu diesem Ziel beitragen. Die Skalierung solcher klimafreundlichen Verfahren auf ein industrielles Niveau wird entscheidenden Einfluss auf die Transformation hin zu einer CO2-armen Chemieproduktion haben.

MAN Energy Solutions hat technische Lösungen zur Senkung der Treibhausgasemissionen aus Industrie, Energieerzeugung und Schifffahrt ins Zentrum seiner Zukunftsstrategie gerückt. Neben Technologien zur Vermeidung schädlicher Emissionen fokussiert sich das Unternehmen dabei vor allem auf die Reduktion oder Kompensation unvermeidbarer Restemissionen der Industrie.

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