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Container speichern industrielle Abwärme. WZ vom 14.04.2009

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Autor Beitrag
Claudia

Beiträge: 4532

BI Teilnehmernummer: 106

New PostErstellt: 15.04.09, 22:01  Betreff: Container speichern industrielle Abwärme. WZ vom 14.04.2009  drucken  weiterempfehlen



Aus der Reihe: Tolle Idee! Was wurde daraus?

Rollende Wärmflasche: Container speichern industrielle Abwärme

Frachtcontainer bilden die Basiseinheit des Welthandels. Um der
Energieverschwendung Einhalt zu gebieten, schlugen Garchinger Forscher
2006 vor, die standardisierten Stahlboxen künftig mit einem
unkonventionellen Handelsgut zu füllen: Mit der Abwärme von Fabriken
und Müllverbrennungsanlagen, die heute meist nutzlos verpufft. In
Container verpackt, wollten die Wissenschaftler vom bayrischen Zentrum
für angewandte Energieforschung ZAE die Wärmeenergie auf der Pritsche
eines Lkw dorthin kutschieren, wo sie gebraucht wird – mit jeder Fuhre
das Äquivalent von 400 Litern Heizöl. Wirtschaftlichkeitsanalysen
zufolge könnte sich der Wärmetransport per Container rechnen, sofern
Wärmelieferant und -abnehmer nur ein paar Kilometer voneinander
entfernt sind und Angebot und Nachfrage möglichst rund um die Uhr
bestehen. Um die Praxistauglichkeit der Idee zu demonstrieren, sollten
auf dem Gelände einer Aluminiumfabrik im nordrhein-westfälischen Grevenbroich bereits 2007 die ersten rollenden Wärmflaschen aus Garching auf Achse sein.


Gerollt sind sie bis heute nicht. Es gab unvorhergesehene
Schwierigkeiten. „Das Labor zu verlassen, bringt unglaublich viele
Probleme mit sich, die man vorher nicht kennt. Das haben wir alles
erlebt“, sagt der Physiker Andreas Hauer, der die mobile Wärmflasche
entworfen hat. Als zentrale Herausforderung erwies sich die
Konstruktion der Thermo-Container. Genauer gesagt, die ihres Innenlebens.


15 Tonnen eines porösen Minerals namens Zeolith sollten die
Frachtboxen enthalten: Kleine weiße Kügelchen, die – wenn man sie auf
die Handfläche legt und anhaucht – extrem heiß werden, weil sich Wasser
in ihren Poren einlagert. Dabei wird Bindungsenergie in Form von Wärme
frei. Zum Aufladen des Speichers wird das Zeolith mit heißer Luft von
der Wärmequelle getrocknet. Der Transport der getrockneten Schüttung
erfolgt dann ohne jeden Verlust von Wärmeenergie. Am Zielort
angekommen, wird feuchte Luft durch den Container geblasen. Die Zeolith-Kügelchen
saugen das Wasser auf, erhitzen sich und geben die gespeicherte Energie
in Form heißer Luft wieder frei, die Gebäude beheizen oder industrielle
Trocknungsprozesse antreiben kann.


Als Wärmequelle sollte in Grevenbroich die 230 Grad Celsius heiße Abluft einer Aluminiumfolien-Herstellung dienen. Das Ziel der Thermo-Container
war eine Lagerhalle am anderen Ende des Firmengeländes im Visier, die
warm und trocken bleiben muss. Das Konzept klang gut, doch die
Garchinger Forscher hatten ein wichtiges Detail übersehen. Da beim
Entladen des Wärmespeichers Temperaturen von über 200 Grad auftreten,
wird die Metallhülle des Containers heiß und dehnt sich merklich aus.
Und das hat unerwünschte Nebenwirkungen auf den Haufen zwei bis vier
Millimeter großer Zeolith-Kügelchen darin: Die
Schüttung bekommt mehr Platz und sinkt in sich zusammen. „Wenn sich das
Ganze wieder zusammenzieht“, erklärt ZAE-Forscher
Andreas Hauer, „dann zermalmt das langsam meine Kügelchen.“ Der
Wärmespeicher im Containerformat würde sich also allmählich selbst
zerstören.


„Man kann natürlich sagen, das hätten wir wissen müssen“, sagt
Andreas Hauer heute, gibt aber zu bedenken, dass man ein
Forschungsprojekt ja schlecht schon vor seiner Beantragung komplett bis
in letzte Detail durchdenken könne. „Man läuft rein und sieht die
Probleme dann“, so der Experte für Energiespeicherung: „Und dann muss
man sie lösen.“


Mittlerweile hat Andreas Hauer das getan. Nach zeitraubender Analyse hat sein Team eine optimierte Geometrie des Zeolith-Wärmespeichers
entwickelt, die das Problem vermeidet. Anstelle einer simplen Schüttung
der Kügelchen im Container sehen die aktuellen Entwürfe eine
zylindrische Struktur vor, in der die Luft vom Zentrum nach außen durch
eine 80 Zentimeter dicke Zeolithschicht strömt. Dadurch käme das
Granulat nicht so stark in die Mangel und bliebe dauerhaft intakt. „Das
Finden dieser Lösung hat eineinhalb Jahre gedauert“, sagt Andreas
Hauer. Wenn künftig alles glattgeht, könnten die mobilen Wärmflaschen
aus Garching 2011 rollen.


Ralf Krauter








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