Als Pilotprojekt wurde bei Philip Morris International (PMI) in seinem Innovations- und Schulungszentrum in Bologna ein hochmodernes Wärmerückgewinnungssystem in Verbindung mit einer neuen Wärmepumpe in Betrieb genommen, die 139 °C heißen Dampf erzeugt. Das von der niederländischen Ingenieurgesellschaft JOA Air Solutions bereitgestellte System nutzt eine Hochtemperatur-Wärmepumpe des deutschen Start-ups SPH Sustainable Process Heat. In den letzten Monaten ihres Betriebs hat die Pilotanlage ihre Leistungsfähigkeit gezeigt: Sie kann den Gasverbrauch des Haupttrockners um 40 bis 50 Prozent senken. Außerdem konnte das System 20 bis 30 Prozent des Wassers aus der Abluft zurückgewinnen.
Trocknungsprozesse durch zweistufige Wärmerückgewinnung
„Dies ist ein Durchbruch für die Branche”, sagte Martin Tukker, Geschäftsführer von JOA Air Solutions. „Eine Wärmepumpe, die diese Dampfmenge liefern kann und sich so nahtlos in den Trocknungsprozess integrieren lässt, setzt neue Maßstäbe in der verarbeitenden Industrie. Wir sind stolz darauf, mit PMI zusammengearbeitet zu haben, die als Vorreiter echte Führungsstärke bewiesen haben.“
Das energieeffiziente System erzeugt mithilfe einer Hochtemperatur-Wärmepumpe direkt Dampf für industrielle Trocknungsprozesse. Die Lösung gewinnt nicht nur Energie, sondern auch Wasser aus der Abluft zurück, indem sie die direkte Wärmerückgewinnung aus der heißen Abluft mit einer zweistufigen Hochtemperatur-Wärmepumpe kombiniert. Das Ergebnis ist ein präzise entwickeltes System, das die Kapazität aufweist, mehr als die Hälfte der für die Trockner von PMI benötigten Wärme vollständig aus zurückgewonnener Energie zu liefern. „Dies ist die Art von innovativer Technologie, die Hersteller aus verschiedenen Branchen bei der Klimawende und der Erreichung ihrer Nachhaltigkeitsziele unterstützen und zu mehr Energieeffizienzinitiativen führen könnte“, so Tukker.
Das System erhöht die Restwärme von 36 °C in zwei Stufen: Zunächst auf 80 °C und anschließend auf 139 °C bei einem absoluten Druck von 3,5 bar. Der erzeugte Dampf wird direkt für Trocknungsprozesse verwendet, die normalerweise zu den energieintensivsten Schritten in der Produktion zählen. Trotz des ungewöhnlich hohen Temperaturanstiegs behält das System einen hohen Wirkungsgrad bei und erreicht einen Leistungskoeffizienten (CoP) von bis zu 2,5.
Dekarbonisierung in der Prozessindustrie
Martin Tukker sagt dazu: „Dies ist ein hervorragendes Beispiel für Effizienz in Verbindung mit modernster Technik, um die vom Trockner verlorene Energie zurückzugewinnen und in Form von nutzbarer Energie wieder zu umzuwandeln. Das Konzept ist auf zahlreiche Produktionsbranchen übertragbar und ermöglicht die Prozessdampferzeugung sowie die Dekarbonisierung verschiedener Wertschöpfungsketten.“
„Bei PMI glauben wir daran, dass wir durch Innovation systemische Herausforderungen angehen und durch strategische Zusammenarbeit Lösungen finden können. Dieses Projekt ist ein hervorragendes Beispiel für die Zusammenarbeit zur Bewältigung einer branchenweiten Herausforderung, die nicht nur unseren Weg zu Net Zero (Netto-Null-Emissionen) beschleunigt, sondern auch die gesamte Branche voranbringt. Wie bei jedem großen und innovativen Projekt gab es auch hier einige Herausforderungen zu bewältigen“, so Arjun Arya, Manager Environmental Sustainability. „Aber wir wussten, dass wir die Grenzen in die richtige Richtung verschieben. Die Ergebnisse zeigen deutlich, wie viel Potenzial in der Anwendung der Wärmepumpentechnologie in diesem Maßstab steckt, um die thermische Energie auf effiziente Weise wiederzuverwenden.“
Die Wärmepumpe selbst wurde vom deutschen Wärmepumpenlieferanten SPH Sustainable Process Heat hergestellt. Das Unternehmen wurde ausgewählt, da es zu den wenigen weltweit gehört, die in der Lage sind, solch hohe Ausgangstemperaturen zuverlässig zu erzeugen. SPH hat seine Systeme speziell für Prozessindustrien entwickelt, die eine Dekarbonisierung der Wärmeversorgung ohne Leistungseinbußen anstreben.
