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LEAP-Low Pressure Steam Heat Pump

LEAP befasst sich mit industrieller Abwärmenutzung und entwickelt innovative Integrationsmaßnahmen auf der Basis von Wärmepumpensystemen zu Niederdruckdampfbereitstellung. Die Integration von Wärmepumpen in industrielle Prozesse ist oft komplex, da sie in der Regel in bestehende Prozesse integriert werden. Daher entscheidet die Prozessintegration über die Effizienz der Maßnahme. In LEAP werden industrielle Prozesse der Lenzing AG und der Austrotherm GmbH mit maßgeschneiderten Wärmepumpensystemen ausgestattet, die Dampf aus Abwärme bereitstellen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der optimalen Integration der Wärmepumpen, um die Effizienz und die Umweltvorteile zu maximieren.
Die Demonstratoren sind so konzipiert, dass sie alle notwendigen Informationen für eine Hochskalierung liefern, um das volle Abwärmepotenzial auszuschöpfen. Die in LEAP gewonnenen Betriebserfahrungen werden genutzt, um technisch fundierte Konzepte für die großtechnischen Anwendungen vorzubereiten. Die beiden Demonstratoren in LEAP werden Vorbilder für eine effiziente und dekarbonisierte Dampfversorgung sein und damit zu einem erhöhten Einsatz von Wärmepumpen in industriellen Prozessen führen.
Die Ergebnisse von LEAP gehen über den Stand der Technik hinaus, da das innovative Wärmerückgewinnungssystem zum ersten Mal in einem relevanten industriellen Umfeld demonstriert wird. Außerdem werden neue Geschäftsmodelle für diese Systeme entwickelt.

Ausgangssituation

Energie- und Ressourceneffizienz werden für die Industrie immer wichtiger, um strategische Umweltziele und gesetzliche Verpflichtungen zu erfüllen. Daher sind die Reduzierung der CO2-Emissionen und des Primärenergieverbrauchs sowie ein zunehmender Anteil elektrifizierter Prozesse zur Steigerung der Nutzung erneuerbarer Energie wichtige Treiber für Investitionsentscheidungen.
Weltweit weisen industrielle Prozesse große Mengen an Niedertemperatur-Abwärme in Form von Abgasen und Abwasser auf. Aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus können diese Abwärmeströme nicht mehr effizient genutzt werden und werden emittiert. Kompressionswärmepumpen ermöglichen eine effiziente Abwärmenutzung, wobei die Abwärme durch die Nutzung von Elektrizität auf eine höhere Temperatur gebracht und einem Industrieprozess wieder zugeführt wird. Dadurch werden signifikante Reduzierungen von CO2-Emissionen und des Primärenergieverbrauchs erreicht.
Für industrielle Prozesse sind Wärmepumpen, die Dampf liefern, von besonderem Interesse, da Dampf der Hauptenergieträger in der Industrie ist. Im Vergleich zu Heißwasser zeichnet sich Dampf durch eine höhere Wärmeübertragung durch Kondensation und eine höhere Energiedichte aus.

 

© getty/185665781

Projektverlauf

Zu Beginn des Projekts werden die Prozesse der Industriepartner, die für eine Wärmepumpenintegration in Frage kommen analysiert und die Integrationspunkte ausgewählt. Anschließend folgt das Design des Wärmepumpensystems und der Integrationsinfrastruktur. Mit der Festlegung der Spezifikationen des Wärmepumpensystems und der Integrationsinfrastruktur startet der Bestellprozess bei den Industriepartnern. Außerdem werden parallel Businessmodelle entwickelt. Nach der Inbetriebnahme der Wärmepumpensysteme bei den Industriepartnern folgt eine Betriebs- und Optimierungsphase.

Meilensteine

  1. Integrationspunkt für das Wärmepumpensystem bei Lenzing AG und Austrotherm GmbH ausgewählt
  2. Design des Wärmepumpensystems und Integrationsinfrastruktur abgeschlossen
  3. Spezifikationen des Wärmepumpensystems und der Integrationsinfrastruktur fertiggestellt
  4. Bestellung der Wärmepumpensysteme angeschlossen
  5. Bestellung der Integrationsinfrastrukturen abgeschlossen
  6. Inbetriebnahmen abgeschlossen
  7. Betriebsphase und Optimierung abgeschlossen
  8. Workshops abgehalten
  9. Businessmodelle entwickelt

"Wärmepumpen werden aktuell nur vereinzelt in industriellen Prozessen eingesetzt. LEAP soll helfen das zu ändern. Durch die erfolgreiche Demonstration von dampferzeugenden Wärmepumpensystemen in zwei unterschiedlichen industriellen Prozessen soll das Vertrauen in die Technologie im industriellen Umfeld gestärkt und Marktbarrieren reduziert werden."

- ZITAT DI Dr. Sabrina Dusek -

Steckbrief

Projektnummer

880756

Koordinator

AIT Austrian Institute of Technology GmbH

Partner

Lenzing AG, www.lenzing.com
Austrotherm GmbH, www.austrotherm.at
Business Upper Austria – OÖ Wirtschaftsagentur GmbH, www.biz-up.at

Schlagwörter

Dampferzeugende Wärmepumpe, Abwärmerückgewinnung, Reale Umsetzung, Industrieprozess

Projektleitung

DI Dr. Sabrina Dusek, Sabrina.Dusek@ait.ac.at

Dauer

01/02/2021 - 31/01/2024

Budget

2,037,457€