Die BASF Process Catalysts GmbH in Nienburg nutzt künftig überschüssige Abwärme zur Kälteerzeugung und ersetzt damit energieintensive Kompressionskältemaschinen. AKM Industrieanlagen liefert zwei Absorptionskältemaschinen auf Wasser-LiBr- und NH3-Wasser-Basis, die Prozessabwärme aus den Bandtrocknern zur Kühlung bis unter null Grad verwenden. Mit dieser Innovation werden jährlich etwa 2,3 GWh Strom eingespart. Ein Teil der Investitionskosten wird durch das BAFA-Programm EEW Modul 4 gefördert. Dabei kommen natürliche Kältemittel ohne GWP, ODP zum Einsatz.
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Netzstrombasierte Kompressionskälte bisher einzige Lösung für BASF Nienburg Adsorberkühlung
Bandtrockner (Foto: BASF)
Am Werk Nienburg der BASF Process Catalysts GmbH werden in mehreren Fertigungsstraßen Sorbead(R)-Trockenperlen und weitere Hochleistungsadsorbentien erzeugt, welche in Druckluft-Bremssystemen oder Erdgasaufbereitungsanlagen zur Taupunktsenkung eingesetzt werden. Diese Funktion schützt Anlagenkomponenten vor Korrosion und Eisbildung. Die Kühlung der Anlagenabschnitte bei knapp unter null Grad übernahmen bislang drei Kompressionskältemaschinen mit insgesamt rund 1.300 kW Kälteleistung, die vollständig durch Netzstrom betrieben wurden. Dieser hohe Strombedarf führte zu Energiekosten und belastete die CO?-Bilanz Standortes.
R407C-betriebene Kompressionskälteanlagen blieben lange alternativlos trotz erheblicher unerwünschter Umweltbelastung
Elektrische Kompressionskälteanlagen mit R407C deckten lange Zeit die Prozesskälteanforderungen bei Temperaturen unter null Grad ab. Der permanente Netzstrombezug für die elektrisch betriebenen Verdichter führte zu hohen Betriebskosten, da die Effizienz bei Teillast häufig sank und Nachregelungen erforderlich waren. Zudem resultierten aus dem hohen Stromverbrauch erhebliche CO?-Emissionen, welche die Klimabilanz des Standorts belasteten. Mangels alternativer, praxiserprobter Technologien blieb diese Lösung über viele Jahre Standard. Mit den steigenden Energiekosten und den verschärften Klimaanforderungen rückten die Defizite dieser Anlage jedoch zunehmend in den Fokus.
Erdgasbetriebene Bandtrockner liefern Wasserenergie, die ungenutzt über Werksdach entwich
Neue LiBr/Wasser-Absorptionskältemaschine in Nienburg (Foto: BASF)
Die im Herstellungsprozess wasserhaltigen Trockenperlen werden mithilfe erdgasbetriebener Bandtrockner getrocknet, wobei pro Gerät 800 bis 900 Kilowatt an heißem Wasserdampf entsteht. Bisher wurde dieser Dampf ungenutzt ins Umfeld abgegeben, indem er über das Werksdach abgeleitet wurde. Dieses Verfahren ignorierte die Möglichkeit einer Abwärmenutzung, wodurch erhebliche Energiemengen verloren gingen. Die fehlende Integration eines Wärmerückgewinnungssystems führte zu ineffizientem Energieeinsatz und höheren Emissionswerten, ohne dass ein Mehrwert erzielt wurde.
Vergleich Kompression vs. Absorption: Kältegewinnung ohne Verdichter durch Prozesswärme
Die Technologie der Absorptionskälte beruht auf dem Phasenwechsel eines Kältemittels in einem geschlossenen Kreislauf ohne Kompressor. In einem Absorber wird das Kältemittel in ein Lösungsmittel aufgenommen, dann im Generator mit Wärmezufuhr separiert und im Kondensator abgekühlt. Anschließend wird es wieder absorbiert, wodurch Kälte erzeugt wird. Ammoniak/Wasser und Lithiumbromid/Wasser dienen als effiziente und umweltfreundliche Stoffpaare, die Abwärme als Energiequelle nutzen und CO?-Emissionen minimieren. Sie bieten leisen Betrieb, lange Standzeiten und Kostenvorteile.
Net Zero Cooling-Projekt setzt auf Ammoniak und LiBr Kälteanlagen
Zwischen 2021 und 2024 realisierte AKM im Rahmen der Initiative „Net Zero Cooling“ die Integration zweier Absorptionskälteanlagen: eine 350-kW-Einheit mit Wasser-Lithiumbromid-Technik und eine 625-kW-Anlage auf Ammoniak-Wasser-Basis. Nach Abschluss der präzisen Montage wurden beide Systeme in Betrieb genommen und nutzen ausschließlich Abwärme aus den Bandtrocknern. Dieses Vorgehen reduziert den Bedarf an externem Strom, steigert die Energieeffizienz und unterstützt die CO?-Neutralitätsziele. Eine durchgeführte Inbetriebnahmeprüfung und Prozessdokumentation begleiteten die Übergabe an operativen Betrieb.
Net Zero Cooling-Projekt erzielt jährlich signifikante 2,3 GWh Stromersparnis
Neue Ammoniak/Wasser-Absorptionskältemaschine in Nienburg (Foto: BASF)
Die Ableitung der Abwärme aus Bandtrocknern wurde zur Antriebsenergie für zwei Absorptionskältemaschinen umfunktioniert, wodurch jährlich etwa 2.300.000 kWh Netzstrom eingespart werden. Dieser Schritt senkt nicht nur den Stromverbrauch, sondern steigert auch die Gesamtenergieeffizienz der Produktionsanlagen. Zur Finanzierung des erforderlichen Technologiewechsels kooperierte BASF mit der Spitzmüller AG und erhielt im Rahmen des EEW Modul 4 Programms eine BAFA-Förderung von nahezu 30 Prozent der Investitionssumme. Diese Subvention reduziert Investitionsrisiken und verbessert Budgetplanung
CO?-neutrale Abwärmenutzung und GWP-null-Kältemittel steigern industrielle Kühlprozess und Nachhaltigkeit
Mit der als CO?-neutral klassifizierten Prozessabwärme entfällt der bisherige Strombedarf für elektrische Kältekompressoren komplett. Diese Umstellung steigert die Energieeffizienz der gesamten Produktionsanlage und verbessert signifikant die CO?-Bilanz des Werks. Darüber hinaus wird ausschließlich mit natürlichen Kältemitteln gearbeitet: Ammoniak R717 und Wasser R718 weisen weder Treibhausgaspotenzial noch Ozonabbauwirkung auf. Die gewählte Technologie bietet somit eine emissionsarme und nachhaltige Lösung für industrielle Kälteprozesse. Sie reduziert Betriebskosten und unterstützt aktiv unternehmerische Umweltziele effizient.
Absorptionskälteanlagen nutzen Abwärme zur Kälteerzeugung und verbessern deutlich CO?-Bilanz
Gemäß Asset Manager Frank Forentheil gelten die AKM-Absorptionskälteanlagen aufgrund ihres energieschonenden Einsatzprinzips und ihrer Robustheit als optimale Technologie zur Abwärmenutzung in industriellen Prozessen. Werksleiter Rudolf Piehl weist darauf hin, dass das Projekt nicht nur die firmeneigenen Klimaziele unterstützt, sondern durch den reduzierten Stromverbrauch und die gesteigerte Systemzuverlässigkeit langfristig eine höhere Wirtschaftlichkeit und Prozessstabilität gewährleistet. Diese innovative Lösung trägt somit wesentlich zur nachhaltigen Positionierung des Standorts bei. Unterstrichen durch modernste Technologien.
Kooperation BASF, AKM und Spitzmüller transformiert Abwärme in Kälte
Im Nienburger BASF-Werk nutzen BASF Process Catalysts GmbH, AKM Industrieanlagen GmbH und Spitzmüller AG gemeinsam Abwärme aus Bandtrocknern zur Prozesskälteerzeugung. Zwei neue Absorptionskältemaschinen erzeugen 975 kW Kälteleistung und sparen 2,3 GWh Strom pro Jahr. Fast 30 Prozent der Investitionskosten werden durch das BAFA-Programm EEW Modul 4 gefördert. Natürliche Kältemittel wie Ammoniak und Wasser sorgen für eine CO?-arme Kühlung mit GWP und ODP gleich Null, was ökologische Vorteile bietet, langfristige Sicherheit.
