RaCiA - Rankine Cycle für industrielle Abwärmen

Die Nutzung von Abwärme, insbesondere durch Verstromung, gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Steigerung der Energie-Effizienz und die Reduktion von Treibhausgasen. Das Projekt „RaCiA – Rankine Cycle für industrielle Abwärmen“ soll die Industrie dabei unterstützen, Prozess-Abwärme vermehrt zu nutzen. Es gibt eine Reihe von Konzepten und Anlagen zur Abwärme- Verstromung, die nach dem Prinzip der Wärmekraftmaschine funktionieren, wie etwa Dampfkraft- oder ORC- Prozesse. Dennoch ist die breite Umsetzung der Abwärme- Nutzung durch Verstromung in der Industrie noch nicht in Schwung gekommen.
Das Sondierungsprojekt RaCiA zielt darauf ab, die Energieeffizienz durch die Verstromung von Low-Exergy-Quellen zu steigern. Entwickelt wurde ein neuartiger Dampfprozess zur Verstromung von Abwärme mit dem niedrigen Temperaturniveau zwischen 140 °C und 550°C. Das patentierte Verfahren verwendet das Prozessmedium Wasser und basiert auf einer mehrstufigen Flash-Verdampfung. Das Prozessdesign ermöglicht das Einbinden von Niedertemperatur- Abwärmen mit unterschiedlichen Temperaturniveaus.
Auf Basis von thermodynamischen Prozesssimulationen und einer ökologischen Bewertung wurde der neuartige Prozess optimiert und mit State-of-the-Art Prozessen verglichen. Das Ergebnis zeigt deutliche Vorteile des neuartigen Prozesses gegenüber Vergleichsprozessen (z.B. dem ORC- Prozess) sowohl in Effizienz als auch in ökologischer Sicht. Zum Beispiel könnte im betrachten Fall der Nutzung der Abluft aus Klinkerkühlern in Zementwerken die durch den neuartigen Prozess erzeugte Stromproduktion im Vergleich zu einem herkömmlichen ORC- Prozess um rund 29% gesteigert werden.