LowCarbDry − Strombasierte, energieeffiziente und intelligente Trocknung mit überhitztem Wasserdampf als Beitrag für die Dekarbonisierung in der Industrie

Herausforderung

Die Dekarbonisierung industrieller Prozesse ist zentral fürdie Erreichung der Klimaziele und den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit; der Industriesektor ist in Deutschland nach der Energieerzeugung der zweitgrößte Emittent von Treibhausgasen (THG). Trocknungsprozesse haben einen hohen Anteil am industriellen Energiebedarf (ca. 20–25 Prozent); ca. 85 Prozent der Prozesse nutzen fossil befeuerte, konvektive Ablufttrockner. Bei annähernd 99 Prozent dieser Anlagen wird Wasserdampf über die Abluft abgeführt und energetisch nicht weiter genutzt – so geht viel Verdampfungsenthalpie verloren.

Ziele und Vorhaben

Ziel des Projekts ist eine deutliche Senkung des Energieverbrauchs sowie die Sektorkopplung durch die Verlagerung von fossilen Energieträgern hin zu erneuerbarem Strom. Dies soll erreicht werden durch die Kombination von Heißdampftrocknung und mechanischer Brüdenverdichtung als Wärmepumpenprinzip mit Wasser als Arbeitsmedium.

Technische Schwerpunkte des Vorhabens sind:

• Weiterentwicklung und Optimierung der Heißdampftechnologie für die Sprühtrocknung von Kieselsäure
• Entwicklung eines innovativen Verdichtungssystems mit neuartigen Turbokompressoren und mehrstufigem Aufbau für große Temperatursprünge, inklusive effizienter Zwischenkühlung
• Einsatz modellprädiktiver Regelung zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Erhöhung des Anteils grünen Stroms durch Einbindung von Echtzeit-Stromprognosen
• Aufbau und Demonstration einer Pilotanlage sowie Ausarbeitung eines Skalierungskonzepts für den industriellen Einsatz

Auswirkung

LowCarbDry leistet einen Beitrag zu förderpolitischen Zielen wie den verschärften Minderungszielen bis 2030 und der Treibhausgasneutralität bis 2045, indem Prozesswärme und Trocknungsprozesse elektrifiziert und zugleich effizienter gestaltet werden. Wenn ein relevanter Anteil industrieller Trocknungsprozesse durch die Kombination aus Heißdampftrocknung und Hochtemperaturwärmepumpe ersetzt wird, kann ein spürbarer Teil des Endenergiebedarfs für Trocknungsprozesse reduziert werden. Zusätzlich werden eine Verringerung des Primärenergieeinsatzes und der CO₂‑Emissionen erwartet. Die schnellere Übertragbarkeit in die industrielle Praxis soll durch den Aufbau eines Demonstrators sowie ein begleitendes Scale‑up‑Konzept unterstützt werden.