© Projektträger Jülich / Forschungszentrum Jülich GmbH
Parallelbetrieb mit Erdgas und Wasserstoff möglich
Entwicklerteam erhält Innovationspreis für Brenner mit gedrucktem Wärmetauscher
Er braucht weniger Erdgas und ist bereit für den Einsatz von Wasserstoff: „iRecu“ heißt der Brenner, dessen Entwicklerteam jetzt mit dem Innovationspreis des Landes Nordrhein-Westfalen in der Kategorie „innovation2business“ ausgezeichnet wurde. Der Brenner ist aus dem Forschungsprojekt AdReku hervorgegangen.
In dem Brenner steckt ein hocheffizienter Wärmetauscher, der den Einsatz des aktuell genutzten Erdgases minimiert. „Wir liegen mit dem Wirkungsgrad ungefähr 15 Prozent über aktuell kommerziell gleichwertigen Systemen“, erklärt Marcel Biebl vom Gas- und Wärme-Institut GWI Essen, einer der Preisträger, im Video über das Forschungsprojekt. Damit senkt der iRecu den Energieverbrauch und reduziert gleichzeitig die Mengen des entstehenden Kohlendioxids sowie der Stickoxide. Für Jens te Kaat, Geschäftsführer von Kueppers Solutions und zweiter Preisträger des NRW-Innovationspreises ist die Entwicklung des Brenners eine wichtige Grundlage für die Zukunft: „Eine der wichtigsten Erkenntnisse für mich ist: Die industrielle Energiewende kann Realität werden.“
Viele Grundstoffindustrien sind auf hohe Temperaturen angewiesen, typische Prozesse laufen bei rund 1.000 Grad Celsius. Dazu gehören zum Beispiel die Glasverarbeitung, die Herstellung von Stahl, Aluminium oder Keramik. Solche Temperaturen zukünftig möglichst effizient zu erzeugen, könnte im Vergleich zu heute große Mengen Energie einsparen. Der Ansatz des iRecu-Brenners: Statt rund die Hälfte der zugeführten Energie als Abwärme in den Abgasen zu verlieren, gewinnt ein im Brenner integrierter Wärmetauscher einen Teil davon zurück und führt die Wärme erneut dem Verbrennungsprozess zu.
3D-Druck ermöglicht hohe Effizienz des Wärmetauschers im Brenner
Ganz neu gedachte verflochtene, in sich verdrehte Strukturen, die nur im 3D-Drucker entstehen können, ermöglichen die hohe Effizienz des Brenners. Die Forschenden haben damit bewusst einen neuen Ansatz gewählt, weit weg von den etablierten Strukturen. „Ohne das Forschungsprojekt hätten wir niemals so intensiv in diese Richtung forschen können“, sagt Jens te Kaat im Video. AdReku hat somit eine wichtige Basis gelegt – gut drei Jahre nach Projektabschluss ist das Entwicklerteam nun dabei, den Brenner stetig mit Industriepartnern zu erproben und für die Praxis weiter tauglich zu machen.
Mischeinheit für parallelen Betrieb mit Erdgas und Wasserstoff
Neben der hohen Effizienz ist der Brenner auch in anderer Hinsicht fit für die Zukunft. So kann der iRecu mit bis zu 100 Prozent (regenerativem) Wasserstoff betrieben werden und somit Unternehmen beim Umstieg auf das klimafreundliche Brenngas helfen. Der parallele Betrieb mit Erdgas und Wasserstoff macht ihn insbesondere für Unternehmen attraktiv, die ihren Betrieb absichern möchten, solange noch nicht ausreichend Wasserstoff am Markt verfügbar ist. Um das Hin- und Herschalten auch im laufenden Betrieb zu ermöglichen, enthält der Brenner eine zweikanalige Mischeinheit, die das Team ebenfalls innerhalb des Forschungsprojekts AdReku entwickelt hat. Damit können die Unternehmen aktuell noch Erdgas nutzen und sind gleichzeitig auf den Wasserstoffhochlauf vorbereitet. (mb)
