Durch Einsatz einer Kolbenmaschine statt der sonst üblichen Turbine und von Ethanol statt Silikonöl als Arbeitsmedium werde neben Strom auch Druckluft hergestellt. Darüber hinaus soll die nicht im ORC-Prozess verwendete Abwärme zur Erzeugung von Heizwärme genutzt werden, wofür die bestehende Heizungsanlage entsprechend modifiziert wird. Nach Ansicht von Helmut Ziegler müsse sich die Technologie perspektivisch auch ohne Förderung tragen. Schlüsselfaktor sei der Strompreis. Und dieser werde steigen. Überhaupt bestehe ein Trend zu wachsendem Strombedarf bei gleichzeitig sinkendem Wärmebedarf. Mini orc turbine.com. Schon heute sei in Deutschland der Anfall an Abwärme doppelt so hoch wie der Wärmebedarf insgesamt. "Deshalb müssen wir so viel wie möglich Strom aus dieser Energie erzeugen, die sonst vernichtet wird. "
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Nicht verdampftes Wasser wird vor dem Zurückpressen dann per ORC-Anlage verstromt. Mit der im heißen Wasser vorhandenen Wärmeenergie kann sie noch zusätzlich bis zu 10% Strom erzeugen. In Deutschland sind hydrogeothermische Quellen nicht so heiß, um den Heißdampf "direkt" zu verstromen. Hier wird der ORC-Prozess dann als primäres Kraftwerk eingesetzt, um überhaupt Strom bei Temperaturen um 120 bis 140°C produzieren zu können. Die tiefe Geothermie in Deutschland kann – wie oben bereits angedeutet – aufgrund der "niedrigeren", wirtschaftlich erschließbaren Reservoirtemperaturen von 100 °C bis 200°C nur mittels Sekundärkreislauf verstromt werden. Infrage kommen der Organic Rankine Cycle (ORC) und der Kalina-Prozess. Organic Rankine Cycle: Prinzip & Anwendungen. Unter dem Kalinaprozess oder genauer Kalina-Kreisprozess oder Kalina-Cycle Verfahren versteht man ein in den 1970er Jahren vom russischen Ingenieur Alexander Kalina entwickeltes Wärmeaustauschverfahren zur Dampferzeugung, das Wassertemperaturen um 90 Grad nutzen kann. So kann schon bei geringeren Bohrtiefen ein Erdwärmekraftwerk betrieben werden.
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Das hat die evo z. B. mit Blick auf ihre Fernwärme auch schriftlich – Dank der Nutzung industrieller Abwärme und hocheffizienter Erzeugung kommt sie auf einen zertifizierten Primärenergiefaktor von 0, 13: "Das bedeutet: Für 100 Prozent Energie, die beim Kunden ankommt, müssen wir nur 13 Prozent Primärenergie bei der Erzeugung aufwenden", erläutert Bernd Homberg. Entsprechend gering fällt auch die CO2-Emission je Kilowattstunde aus. Doch nicht nur die Fernwärme der evo, sondern das gesamte Unternehmen arbeitet ressourcenbewusst. So wurde unter anderem ein unternehmensweites Energiemanagementsystem (EnMS) nach DIN ISO 50001 eingeführt, das derzeit rezertifiziert wird. Organic Rankine Cycle: Kleinst-ORC-Anlage aus Frankreich - Regenerativenergien - SmarterWorld. Und schließlich baute das TURBONIK-Team im Rahmen eines weiteren, gemeinsamen Pilotprojektes die erste Mikro-Dampfturbine im Jahr 2017 bei der evo in das Fernwärmesystem ein, wo sie ein Druckreduzierventil ersetzt. Indem der Dampf die Turbine antreibt, wird der Dampfdruck reguliert und gleichzeitig Strom erzeugt. Mit einer Leistung von 70 Kilowatt produziert die Turbine jährlich circa 300.
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Es wird dann wieder mit dem Hauptstrom
vereinigt, der von der Förderpumpe direkt zum Wärmetauscher
im Heizhaus fließt. Dort überträgt das Thermalwasser
seine Wärme an den Heizkreislauf, bevor es wieder in den Boden
zurückgepumpt wird (eine direkte Verwendung des Thermalwassers
für die Fernwärmeversorgung kommt wegen seiner Salzhaltigkeit
nicht in Frage). Hoher Eigenverbrauch verringert die effektive Stromerzeugung
Der Wirkungsgrad solcher ORC-Anlagen beträgt bei einer
Thermalwassertemperatur von 100 Grad Celsius etwa 6, 5 Prozent, bei 120
Grad 9 Prozent und steigt bis 200 Grad auf etwa 13 Prozent an. Noch
nicht berücksichtigt ist dabei allerdings der Eigenverbrauch des
ORC-Kraftwerks. Nutzung von Niedertemperatur-Wärme mit ORC-Anlagen zur Stromerzeugung. Viel Strom benötigen vor allem die Pumpen, die das
heiße Wasser fördern und wieder in den Untergrund
zurückpressen. Bei Berücksichtigung dieses Pumpaufwands sinkt
der Gesamtwirkungsgrad des ORC-Kraftwerks erheblich. Beispielsweise
verbraucht in Neustadt-Glewe allein die Pumpe zur Förderung des
Thermalwassers 140 Kilowatt.
Anzeige Ein Großteil der in Deutschland in Energieerzeugungs- oder industriellen Anlagen anfallenden Abwärme wird nicht genutzt. Gründe hierfür sind fehlende Abnahmestrukturen wie Fernwärmenetze oder ein für eine herkömmliche Verstromung der Abwärme nicht geeignetes Temperaturniveau. Aber auch natürliche Wärmequellen wie die Geothermie werden nicht konsequent genug erschlossen. Der Einsatz moderner ORC-Technik kann hier helfen, dieses Wärmepotenzial gezielt zur Stromproduktion einzusetzen. Mini orc turbines. Nutzung von Niedertemperatur-Wärme mit ORC-Anlagen zur Stromerzeugung (Grafik: LIAG - Leibniz-Institut fuer Angewandte Geophysik, Hannover) Anzeige Beim Organic-Rankine-Cycle (ORC) handelt es sich um einen thermodynamischen Kreisprozess, benannt nach dem schottisch-britischen Physiker und Ingenieur Rankine. Dieser Kreisprozess arbeitet nicht mit Wasserdampf, sondern mit einer organischen Flüssigkeit als Arbeitsmedium und bei einer niedrigen Verdampfungstemperatur. Diese Anlagen sind ähnlich aufgebaut wie Kreisläufe in Kältemaschinen- und Wärmepumpen.