Hochtemperatur-Wärmepumpe CoBra

Technologien für CO2-arme Industrieprozesse: Prozesswärme aus erneuerbaren Quellen

Die CO2-Emissionen zu verringern, ist bei vielen industriellen Prozessen eine äußerst komplexe technologische Herausforderung. Denn die meisten Anlagen und Prozesse benötigen hohe oder tiefe Temperaturen. Um diese zu erzeugen, kommen derzeit meist fossile Energieträger zum Einsatz. In Zukunft gilt es, erneuerbare Energiequellen dafür zu nutzen. An den dafür notwenigen Technologien und Lösungen arbeitet das DLR-Institut für CO2-arme Industrieprozesse.

Aktuell entwickelt das Institut den Prototyp einer speziellen Hochtemperatur-Wärmepumpe. Die Pilotanlage „CoBra“ kann Wärme und Kälte für Industrieprozesse im Demonstrationsmaßstab bereitstellen. Der Name CoBra leitet sich aus Cottus, dem Standort der Anlage, und dem thermodynamischen Brayton-Prozess ab, der beim Betrieb eine zentrale Rolle spielt. Als Wärmeträger-Medium kommt getrocknete Luft zum Einsatz. Damit können bisher weltweit einmalige Werte beim Temperaturhub und der Wärmesenken-Temperatur von 300 Grad Celsius bei einer Wärmeleistung von etwa 250 Kilowattstunden erreicht werden.

Mit der Pilotanlage CoBra gehen die DLR-Forschenden folgenden Fragen auf die Spur:

  • Welche gasförmigen Medien eigenen sich für den Einsatz in dieser Hochtemperatur-Wärmepumpe?
  • Welche Temperaturen an Prozesswärme und Prozesskälte können dauerhaft bereitgestellt werden?
  • Welche Volumen-/Massenströme sind für die angestrebten Energiemengen notwendig?
  • Welchen Beitrag kann die Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Biomasse oder Fotovoltaik beim Betrieb der Hochtemperatur-Wärmepumpe leisten?
  • Wie kann der Prototyp der Hochtemperatur-Wärmepumpe aus dem Labormaßstab hochskaliert werden, damit der Transfer in möglichst viele Industriezweige gelingen kann?
  • Welche Möglichkeiten bietet eine Hochtemperatur-Wärmepumpe, um in Kombination mit Speichertechnologien auf das schwankende Angebot an erneuerbaren Energien zu reagieren?

Link:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für CO2-arme Industrieprozesse
Dr. Eberhard Nicke | E-Mail Eberhard.Nicke@dlr.de