Power-to-Heat und Wärmespeicher für Industrieprozesse
Die Dekarbonisierung erdgasbefeuerter Industrieprozesse und steigende Kosten für fossile Energieträger erfordern neue Technologien, um Hoch- und Höchsttemperatur-Wärme aus erneuerbaren Energien zu erzeugen. Neuartige Power-to-Heat-Technologien in Kombination mit thermischen Energiespeichern bieten Chancen für eine emissionsfreie und sehr flexibel einsetzbare Wärmeversorgung.
Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik entwickelt Lösungen für Widerstands- und Induktionsheizung für den Einsatz mit sensiblen, latenten und thermo-chemischen Wärmespeicher-Technologien. Die Arbeiten sollen Leistungsdichte und Wirtschaftlichkeit maximieren. Sie umfassen außerdem die Qualifizierung solcher Speicher im Pilotmaßstab.
Auf der Hannover Messe 2024 stellt das DLR ein elektrisches Hochtemperatur-Heizsystem vor. Es basiert auf elektromagnetischer Induktion und kann gasförmige Medien für ein breites Spektrum industrieller Anwendungen erwärmen. Die Kernelemente dieses Heizsystems bestehen aus induktiv erwärmter, elektrisch leitfähiger Keramik mit großen wärmeübertragenden Oberflächen. Im Gegensatz zu bisherigen Technologien können Temperaturen von bis zu 1.200 Grad Celsius erreicht werden, ohne dass das die Lebensdauer beeinträchtigt. Wärme lässt sich so kontaktlos und im Megawatt-Bereich erzeugen – verbunden mit einer großen Freiheit bei der Gestaltung der Prozesse. Ein weiterer Vorteil ist die Leistungsdichte, die bis zu vier Mal höher ist als bei metallischen Heizelementen.
Induktive Luft-Erhitzer auf keramischer Basis haben das Potenzial, Erdgasbrenner kostengünstig zu ersetzen. Zum Beispiel in der Chemie-, Zement-, Keramik- und Stahlindustrie. Aufgrund der hohen Maximaltemperaturen können sogar Anwendungsanforderungen zu niedrigeren Kosten erfüllt werden, die bisher nur mit Wasserstoff-Brennern erreichbar waren.
Link:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Technische Thermodynamik,
DLR – Institut für Technische Thermodynamik – Energiespeicher
Prof. Dr. Annelies Vandersickel · E-Mail Annelies.Vandersickel@dlr.de
Power-to-heat test rig at DLR Stuttgart, Quelle: DLR