Prozesswärme aus Flüssiggas – Prozessenergie optimal nutzen

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Prozessenergie und Prozesswärme sind im Rahmen der Energiewende wichtig. Im Allgemeinen versteht man darunter Energie, die für industrielle oder gewerbliche Prozesse benötigt wird.

 

Was ist Prozessenergie?

Der Begriff “Prozessenergie” beschreibt eine Energie für gewerbliche und industrielle Produktions- und Fertigungsverfahren, die meist in Form von Wärme im hohen Temperaturbereich – über 100 Grad – eingesetzt wird. Prozessenergie wird meist für Wärmeanwendungen genutzt: Dazu gehören auch das Kochen und die Aufbereitung von Warmwasser sowie der Betrieb von Kühlsystemen, wie sie beispielsweise in der Gastronomie, in Großküchen oder der Lebensmittel-Industrie zum Einsatz kommen. Auch Trocknungsprozesse in der chemischen Industrie, der Oberflächentechnik, bei Lackierereien oder bei der Verarbeitung von landwirtschaftlichen Produkten zählen dazu. Wenn ausschließlich direkte Produktionsprozesse gemeint sind, wird die benötigte Energie für Umgebungsbedingungen, wie das Heizen und die Beleuchtung von Produktions- und Betriebsräumen ausgeklammert.

 

Wie ist die Definition von Prozesswärme?

Der Begriff Prozesswärme wird in unterschiedlichen Bedeutungen eingesetzt. Zum einen beschreibt er Wärme, die für thermische Anwendungen in Industrie und Gewerbe eingesetzt wird – also Prozesse wie Schmelzen, Schmieden, Brennen und Trocknen. Zum anderen umfasst er die Nutzung von Abwärme – also Wärme und Kälte, die bei Produktionsprozessen entsteht und häufig noch ungenutzt entweicht.

Bei Prozesswärme in thermischen Anwendungen wird oft zwischen Niedertemperatur-Prozesswärme (unter 400 °C) und Hochtemperatur-Prozesswärme unterschieden. Entsprechende Anlagen sind beispielsweise Trockner, Kocher, Dämpfer, Öfen und Schmelzen. Zu den Prozessen gehören technische Verfahren wie Glühen, Schmelzen, Gießen, Schmieden, Formen, Härten, Schneiden, Schweißen, Löten, Folienschrumpfen, Abflammen, Trocknen, Kochen, Garen, Backen und Destillieren sowie endotherme Reaktionen.

Zu den Hauptabnehmern von Prozesswärme zählen die Industrie, das Baugewerbe und der Straßenbau. In der Industrie werden ca. zwei Drittel der Energie für Prozesswärme eingesetzt. 

In Kontext der Abwärme-Nutzung empfiehlt es sich, die ungenutzte Prozesswärme wieder in den Energiekreislauf einzubinden. Dies erhöht die Effizienz und spart deutlich Energiekosten. Es ist zudem gut fürs Klima, weil die Energie bereits vorliegt und nicht erst produziert werden muss. Verschiedene Produktionsschritte und -anlagen können nutzbare Abwärme in unterschiedlichen Temperaturbereichen schaffen: Bei raumlufttechnischen Anlagen beträgt sie zwischen 20 und 40 Grad, bei Prozess-, Trocknungs-, Drucklufterzeugungs- und Kälteanlagen sind es zwischen 40 und 90 Grad, entweichender Wasserdampf aus Dampferzeugungssystemen ist zwischen 100 und 150 Grad heiß und Abgase aus Verbrennungs- und Wärmeprozessen erzielen sogar zwischen 150 und 600 Grad.

 

Was sind die Vorteile von Flüssiggas bei Prozesswärme? 

Flüssiggas (LPG) hat eine hohe Energiedichte und ist damit hervorragend für energieintensive Prozesse in Industrie und Gewerbe geeignet. Grundsätzlich können alle Anwendungstechnologien, die mit Erdgas betrieben, auch mit Flüssiggas genutzt werden. Flüssiggas bietet hierbei aber aufgrund der Lagerfähigkeit – in einem Tank vor Ort – größere Unabhängigkeit durch Kostenkontrolle und Versorgungssicherheit. In Bezug auf die Prozesswärme punktet Flüssiggas mit einer fein einstellbaren Flammentemperatur, einer hohen Wärmedichte, die gezielte Wärme-Konzentration möglich macht, einer oxidierenden Wirkung der Flamme sowie einer Tiefenwirkung beim Wärmeübergang auf die zu verarbeitenden Materialien.

In Bezug auf die Prozesswärme punktet Flüssiggas mit einer fein einstellbaren Flammentemperatur, einer hohen Wärmedichte, die gezielte Wärme-Konzentration möglich macht.

Prozesswärme: Welche Temperaturniveaus sind möglich?

Betriebe und andere Einrichtungen benötigen für unterschiedliche Anwendungen ganz unterschiedliche Temperaturen. Diese sind allgemein in drei Bereiche aufgeteilt:

  • Unter 100 Grad sprechen wir vom Niedrigtemperaturbereich. Diese Temperaturen sind unter anderem bei der Trocknung von Stoffen, der Produktion von Nahrungsmitteln und der Aufbereitung von Warmwasser nötig.
  • Zwischen 100 und 500 Grad liegt der mittlere Temperaturbereich, der beispielsweise für Prozesse mit Papier, Textilien, Holz und Kunstoff von Relevanz ist.
  • Bei Temperaturen von 500 Grad beginnt der hohe Temperaturbereich – benötigt zum Beispiel für die Erzeugung und Bearbeitung von Metall.

 

Von Kälte keine Spur: 

Flüssiggas kann diese Bandbreite an Temperaturniveaus komplett abdecken. Entdecken Sie, was mit PROGAS-Flüssiggas alles auf Temperatur gebracht wird:

22° C – Märchenhafte Schlossinsel 

Auf der Insel Herrenchiemsee fühlen sich die Gäste fast wie im Märchenland. Im Besucherzentrum der Insel ist es dank Flüssiggas-Heizung stets angenehm warm. Hier gibt es Souvenirs und Infos zur Geschichte der Insel, auf der ein prächtiges Schloss von Bayerns König Ludwig II., ein ehemaliges Chorherrenstift und weitläufige Parkanlagen zu erkunden sind. 

Kunde: Bayerische Schlösserverwaltung

Anwendung: Heizen 

30° C – Wellness im Wasser 

Ein warmes Bad entspannt die Muskeln, regt die Durchblutung an und lässt uns innerlich abschalten. Wo ist das willkommener als im Urlaub? Das Hotel Hoeri direkt am Bodensee ist auch wegen seines neu gestalteten Wellnessbereichs ein beliebtes Ziel für Gäste, die neue Kraft für den Alltag tanken möchten. Neben einem Schwimmbecken gibt es hier eine komplett neu gestaltete Sauna-Landschaft mit Panorama-Außensauna. 

Kunde: Hotel Hoeri am Bodensee

Anwendung: Heizen 

290° C – Beste Temperatur zum Backen 

Brötchen, Biskuitböden und Baguettes – in der Bäckerei Dhein im Hunsrück sorgen Thermoöl-Öfen für die richtige Back-Temperatur. Dabei wird ein spezielles Öl, das sich hervorragend als Wärmeträger eignet, auf bis zu 290° erhitzt und durch Röhren in die Öfen geleitet, wo es die Wärme ohne große Verluste, gleichmäßig und schonend an die Teigwaren abgibt. Diese Technik ist heute Standard in einer modernen Bäckerei. Ergebnis sind herrlich duftende und lecker schmeckende Backwaren.  

Anwendung: Backen 

700° C – Haus der Flammen 

Wenn bei jemandem die Hütte brennt, dann ist das meist im übertragenen Sinne zu verstehen und es herrscht gerade eine missliche Lage. Brennende Häuser bei der Feuerwehr dagegen sind Berufsalltag, auf den es sich bestmöglich vorzubereiten gilt. In Brandhäusern wie dem der Gelsenkirchener Feuerwehr üben Feuerwehrleute unter realistischen Bedingungen. Da stehen dann auch schon einmal ganze Räume in Vollbrand, den ausgefeilte Technik mithilfe von Flüssiggas erzeugt. 

Kunde: Feuerwehr Gelsenkirchen 

Anwendung: Brandsimulation

950° C – Metall trifft auf Hitze 

Die Teile eines Getriebes oder eines Kugellagers müssen hohen Belastungen standhalten. Gehärteter Stahl ist deshalb das Material der Wahl. Die deutschlandweit größte Lohnhärterei an einem Standort, die Schwäbische Härtetechnik in Ulm, behandelt täglich viele Tonnen Stahl – und arbeitet vor allem im Auftrag der Automobilindustrie und ihrer Zulieferer. Von der kleinen Schraube über die Schlosszunge von Sicherheitsgurten bis zum riesigen Zahnrad in Windrad-Getrieben durchlaufen Werkstücke vieler Größen und Formen die Werkshallen. Propangas kommt dabei als Prozessgas zum Einsatz. Der Kohlenstoff darin geht in die Oberfläche über und sorgt für zusätzliche Härte. Hohe Temperaturen tun ihr Übriges. 

Kunde: Schwäbische Härtetechnik Ulm 

Anwendung: Prozesswärme 

1000° C – Schüler am Kochtopf 

Die Flamme eines Gasherdes kann vierstellige Temperaturen erreichen. Die Siebtklässler der Freien Waldorfschule Engelberg kommen aber nicht nur wegen der Temperaturen ins Schwitzen. Schließlich helfen sie dabei, täglich bis zu 200 Menschen mit Essen zu versorgen. Zwei Wochen lang machen sie im Rahmen ihres Unterrichts ein Küchenpraktikum. Alles entsteht frisch vor Ort – selbst die Brötchen backt das Team selbst. 

Kunde: Waldorfschule Engelberg

Anwendung: Kochen

 

1260° C – Gebrannte Kunst 

Seinen Gasofen möchte Künstler Martin Schlotz aus Laudert im Hunsrück nicht missen: Damit seine Gefäße aus Ton ihre unverwechselbare Gestalt erhalten, schwört er auf Flüssiggas. Damit kann er eine für die Schönheit der Glasuren entscheidende kohlenstoffreiche Atmosphäre erzeugen. Die charakteristischen Kunstwerke sind mittlerweile sehr bekannt – wurden einige davon doch in die Neue Sammlung der Pinakothek der Moderne in München aufgenommen. „Das gleicht einem Ritterschlag“, sagt Schlotz nicht ohne Stolz. 

Kunde: Martin Schlotz, Laudert 

Anwendung: Prozesswärme 

Gelingt die Wärmewende mit Flüssiggas?

Damit die Wärmewende gelingt, sind ganzheitliche Konzepte gefragt, welche die bestehenden Strukturen in neue Lösungen überführen, die den nachhaltigen Bezug von Energie mit einer strikten Gebäudeeffizienz sowie eigener Strom-Erzeugung und Wärme-Rückgewinnung verbinden. Der größte Anteil der CO2-Emissionen entfällt auf Prozesswärme. Sie macht dabei fast 40 Prozent der in Deutschland verbrauchten Wärmemenge aus.

Durch die Lagerung im Tank ermöglicht der Energieträger Flüssiggas besondere Unabhängigkeit und kann als biogene Variante (Bio-LPG) zum Einsatz kommen, oder in Kombination mit anderen erneuerbaren Energien in ein ganzheitliches Konzept integriert werden. So können gerade auch Bestandsgebäude ihre Energiebilanz verbessern.

 

Falls Sie sich für eine Versorgung mit Flüssiggas entscheiden oder vom Erdgasbetrieb auf LPG umrüsten möchten, beraten Sie unsere Experten und Expertinnen gerne und unverbindlich!

Bilder/ Grafiken: iStock.com: Hein Nouwens; dutchicon; Dilen_ua; FingerMedium; Rakdee; -VICTOR- 

Hotel Hoeri, Bayerische Schlösserverwaltung, Schwäbische Härtetechnik Ulm, Waldorfschule Engelbert, Martin Schlotz, Sascha Kreklau

Artikel veröffentlicht: 15.02.2024

 

 

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