In Nienburg (Weser) fertigt die BASF Process Catalysts GmbH Adsorbentien wie Sorbead(R)-Trockenperlen und Katalysatorträger für industrielle Anwendungen. Bislang erzeugten drei elektrische Kompressionskältemaschinen bis unter null Grad Prozesskälte unter hohem Stromaufwand. Gemeinsam mit AKM Industrieanlagen GmbH wurden jetzt zwei Absorptionskältemaschinen installiert, die Abwärme aus Gasbandtrocknern nutzen. Dadurch lassen sich jährlich rund 2,3 GWh Netzstrom einsparen. Die BAFA-Förderung im EEW Modul 4 deckt einen Teil der Investitionskosten ab und verbessert die CO?-Bilanz.
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BASF Nienburg setzt auf Adsorbentienproduktion zur Taupunktabsenkung ohne Eisbildung
Bandtrockner (Foto: BASF)
Am Standort Nienburg produziert die BASF Process Catalysts GmbH in mehreren Fertigungslinien Sorbead(R)-Trockenperlen sowie weitere Hochleistungsadsorbentien. Diese adsorbieren Feuchtigkeit aus Druckluft-Bremsanlagen und Erdgasaufbereitungsprozessen, senken dadurch den Taupunkt und verhindern Korrosion sowie Vereisung in Rohrleitungen und Ventilen. Bislang wurde die erforderliche Kühlleistung durch drei elektrische Kompressionskältemaschinen mit einer Gesamtleistung von etwa 1.300 kW bereitgestellt, die ausschließlich Netzstrom zur Temperierung unter null Grad Celsius beziehen. Bei reibungslosem Dauerbetrieb entstehen dabei hohe Stromverbrauchswerte.
Kompressionskältemaschinen mit R407C verursachen hohen teuren Dauerstromverbrauch und Emissionen
Die bisher eingesetzten elektrischen Kompressionskälteanlagen arbeiteten mit dem fluorierten Kältemittel R407C, das aufgrund seiner thermodynamischen Eigenschaften häufig in industriellen Anwendungen zum Einsatz kommt. Stets auf Netzstrom angewiesen, lieferten sie verlässlich Kühllasten unter null Grad Celsius für die Prozessschritte im Werk. Diese Technologie war lange Zeit alternativlos, zeigte jedoch aufgrund des hohen Energiebedarfs erhebliche Schwächen in puncto Effizienz. Zudem führte der dauerhafte Strombezug zu beträchtlichen Betriebskosten und deutlich gesteigerten CO2-Emissionen.
Bandtrockner erzeugen 800-900 kW heißen Dampf statt ungenutzt zu entweichen
Neue LiBr/Wasser-Absorptionskältemaschine in Nienburg (Foto: BASF)
Während der Produktion weisen die Sorbead(R)-Trockenperlen zunächst einen hohen Wassergehalt auf und werden anschließend in erdgasbetriebenen Bandtrocknern getrocknet. Jeder dieser Trockner erzeugt kontinuierlich 800 bis 900 Kilowatt an heißem Wasserdampf. In der früheren Praxis wurde dieser Dampf ungenutzt über das Dach des Werks abgeleitet, wodurch wertvolle thermische Energie verloren ging und zusätzliche Emissionen durch unnötige Abgase entstanden. Die ungenutzte Abwärme führte zu Ineffizienzen im Energiehaushalt und betrieblichen Mehrkosten.
Absorptionskältemaschinen ersetzen elektrische Verdichter durch natürliche Wärmeenergie und Kältemittelabsorption
Absorptionskältemaschinen verzichten auf elektrische Verdichter und differenzieren sich dadurch deutlich von konventionellen Kompressionskälteanlagen. Statt durch mechanische Kompression erzeugt ein thermisch getriebener Arbeitsprozess Kälte, bei dem das Kältemittel in einem flüssigen Lösungsmittel absorbiert und anschließend durch Wärmezufuhr wieder freigesetzt wird. Typisch kommen Ammoniak oder Lithiumbromid in Wasser als Paarungen zum Einsatz. Durch die Nutzung von Abwärme oder Prozesswärme bleibt der elektrische Strombedarf im Vergleich zur Kompressionstechnik minimal und senkt dadurch Betriebskosten.
Zwischen 2021 und 2024 netzunabhängige Absorptionskälte mit AKM installiert
Im Rahmen des Projekts „Net Zero Cooling“ installierte AKM zwischen 2021 und 2024 zwei Absorptionskältemaschinen, eine Wasser-Lithiumbromid-Anlage mit einer Kälteleistung von 350 kW und eine Ammoniak-Wasser-Maschine mit 625 kW. Beide Systeme wurden termingerecht in Betrieb genommen und nutzen Prozessabwärme als Antriebsenergie. Durch den Verzicht auf elektrische Verdichter reduzieren sie den Strombedarf erheblich und verbessern die CO?-Bilanz des Werksstandorts nachhaltig. Die Projektkoordination erfolgte in enger Abstimmung mit dem Werksmanagement und Stakeholdern
Bandtrockner-Abwärme spart jährlich 2,3 Millionen kWh Stromkosten nachhaltig ein
Neue Ammoniak/Wasser-Absorptionskältemaschine in Nienburg (Foto: BASF)
Die innovative Nutzung von Abwärme aus Bandtrocknern ermöglicht es den installierten Absorptionskältemaschinen, jährlich rund 2.300.000 kWh Netzstrom einzusparen. Durch die clevere Integration in bestehende Produktionsprozesse reduziert sich der Stromverbrauch erheblich, während gleichzeitig der Einsatz erneuerbarer Prozesswärme steigt. In enger Zusammenarbeit mit der Spitzmüller AG erhielt BASF eine BAFA-Förderung von fast 30 Prozent der gesamten Investitionskosten im EEW Modul 4 Programm, was die rentable Umsetzung des Projekts finanziell unterstützt und optimiert.
Abwärme als CO?-neutraler Antrieb verbessert Bilanz deutlich durch Kompressionsverzicht
Die Nutzung der Prozessabwärme gilt als klimaneutral und führt dazu, dass der bisher erforderliche Strombedarf für die Kompressionskälteanlagen entfällt. Dadurch sinkt der Energiebezug aus dem Netz, was zu einer messbaren Verbesserung der CO?-Bilanz des Standorts beiträgt. Gleichzeitig kommen ausschließlich natürliche Kältemittel wie Ammoniak (R717) und Wasser (R718) zum Einsatz, deren Treibhauspotenzial (GWP) sowie ozonschädliches Potenzial (ODP) mit Null bewertet werden. Auf diese Weise entsteht eine nachhaltige, ressourcenschonende und effiziente Kälteversorgung.
AKM-Anlagen gelten als bestverfügbare Technik für effiziente nachhaltige Abwärmenutzung
Asset Manager Frank Forentheil hebt hervor, dass die installierten AKM-Absorptionskältemaschinen aufgrund ihrer Effizienz und technologischen Reife die beste verfügbare Lösung darstellen, um bisher ungenutzte Prozessabwärme optimal zu verwerten. Werksleiter Rudolf Piehl unterstreicht darüber hinaus, dass das Gesamtkonzept nicht nur einen bedeutenden Beitrag zur Erreichung der unternehmensweiten Klimaschutzziele leistet, sondern durch die verbesserte Energiebilanz auch langfristig signifikante Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen realisiert. Die Integration von bewährter Absorptionstechnik und hochwertigen Kältemitteln garantiert nachhaltigen Betrieb.
Nienburger Werk wandelt Abwärme in Kälte und spart Strom
Im Rahmen des „Net Zero Cooling“-Projekts arbeiten BASF Process Catalysts GmbH, AKM Industrieanlagen GmbH und Spitzmüller AG daran, ungenutzte Abwärme aus Bandtrocknern in Kälte umzuwandeln. Zwei Absorptionskältemaschinen reduzieren den Strombedarf um jährlich 2,3 GWh. Die BAFA-Förderung deckt etwa 30 Prozent der Investitionskosten. Natürliche Kältemittel wie Ammoniak und Wasser gewährleisten einen CO?-neutralen Betrieb und eine deutliche Verbesserung der CO?-Bilanz des Standorts im Sinne der Klimaziele, kosteneffizient und ressourcenschonend, langfristig erfolgreich umgesetzt.
