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Projektverlauf

Das Zementwerk Gmunden hat ein Abwärme-Potential von 10 MWth bei 400°C. Im Standort Rohrdorf des Mutter-Unternehmens nahm die Rohrdorfer-Gruppe 2012 das erste Zement- Abhitze-Dampfkraftwerk Europas in Betrieb. Aufgrund massiver Preisverschiebungen am Strommarkt ist der Ansatz des Abhitze-Kraftwerkes heute wirtschaftlich nicht mehr darstellbar. Für den Standort Gmunden wird deswegen der Ansatz einer ganzjährigen Wärme-Nutzung verfolgt. Das Ziel des vorliegenden Projektes (R&D plus nachfolgendes KPC-Investitionsprojekt) ist daher, im Zementwerk eine Wärmeauskopplung zu implementieren und die Wärme auf möglichst hohem Temperaturniveau über eine 1,5km lange Fernwärmeleitung über öffentliches Land zu industriellen Wärme-Abnehmern zu leiten.
Mit dieser Herangehensweise wird aufgrund der Temperaturen von mehr als 240°C Neuland betreten. Da sich der Standort in einem Fremdenverkehrsgebiet nahe einem See befindet, müssen höchstmögliche Umwelt- und Sicherheitsstandards erreicht werden. Eine weitere Herausforderung ist die ganzjährige Wärmeversorgung: Zementwerke werden in Österreich im Winter mehrere Wochen abgeschaltet. Es soll deshalb eine Lösung analysiert werden, in welcher die Versorgungssicherheit über einen Wärmespeicher erreicht wird.
Ziele und Innovationsgehalt gegenüber dem Stand der Technik und des Wissens
(1) Innovative Rauchgasbehandlung und Wärmeauskopplung: Das Abgas aus Zement-Öfen neigt zur Bildung sehr schwer ab zu reinigender Verschmutzungsschichten auf Wärmetauscher-Rohren.
Alle in der Literatur und Branche bisher bekannten Ansätze verfolgten den Ansatz, Glattrohrbündel mit hohen Verschmutzungs-Reserven und aufwendiger Staub-Reinigungs-Technik zu installieren. Im vorliegenden Forschungsprojekt soll der konventionelle Ansatz mit einem Alternativ-Ansatz verglichen werden, worin die Staubabscheidung schon bei ca. 400°C mit keramischen Filterkerzen realisiert wird. Dadurch kann der Wärmetauscher in kostengünstiger Rippenrohrtechnologie realisiert werden.
(2) Innovative Fluide: nach Stand der Technik werden für die Wärmeauskopplung aus dem heißen Zement-Abgas Wasser, Dampf oder Thermo-Öl verwendet.
Öl hat den Nachteil der Brennbarkeit und Temperatur-Limitierung, Dampf hat geringe Dichte, Wasser hat den Nachteil, dass für hohe Temperaturen sehr hohe Drücke realisiert werden müssen. Im Projekt werden Flüssigsalz und überkritisches CO2 (sCO2) als alternative Prozessmedien im Primärkreis evaluiert.
(3) Optimiertes Wärmespeicherkonzept: Im Rahmen des R&D-Projektes soll ein innovatives kostenoptimiertes Wärmespeicherkonzept basierend auf Kies-Festbettregenerator-Technik mit Luft-Bewirtschaftung entwickelt, analysiert, im Labor-Maßstab validiert und auf die Projekt-Randbedingungen hochskaliert werden.

(4) Hochtemperatur-Fernwärmetransport. Wärmetransport bei Temperaturen von über 200°C wird in großen Industrie-Standorten vereinzelt realisiert. In Fernwärmeleitungen über öffentliches Land sind diese Prozessbedingungen aber neu. Für die Anwendung in Gmunden sollen alternativ Wasser bei 240°C und 45 bar oder CO2 bei 350°C und 100 bar analysiert werden.
Hauptziel dieses R&D-Projektes ist, die genannten technologischen Ansätze auszuarbeiten sowie technisch, wirtschaftlich und hinsichtlich gesellschaftlicher Akzeptanz zu evaluieren. Es sollen die Grundlagen für ein für das Jahr 2021 geplantes KPC UFI Investitionsprojekt geschaffen werden.